DE3825975C2 - - Google Patents
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- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
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- G01D5/2258—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils by influencing the mutual induction between the two coils by a movable ferromagnetic element, e.g. core
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Längenmeßverfahren und
eine hierfür geeignete Vorrichtung, die erhöhte Ausgangsspan
nungen liefert und mit verringertem Leistungsbedarf arbeitet.
Im Maschinenbau ist zur Längenmessung eine Präzisionsmeßein
richtung mit Kreisskala üblich, deren Hauptkörper in eine vor
bestimmte Lage bezüglich eines Bezugspunkts- bzw. einer Bezugs
fläche gebracht wird. Eine aus der Meßeinrichtung hin- und her
bewegbar vorstehende Sonde wird auf die Bezugsfläche oder die
Oberfläche eines auszumessenden Gegenstandes aufgesetzt, wobei
die Sonde ausgelenkt bzw. in die Meßeinrichtung eingeschoben
wird. Diese Auslenkweite wird durch das Anzeigewerk im Haupt
körper des Instruments auf einen Zeiger übertragen, der aus
schwenkt. Auf diese Weise lassen sich Längen in der Größenord
nung von 1/1000 mm messen. Weiterhin findet diese Anordnung
Einsatz bei der Bestimmung des Durchmessers und der Rundheit
von Meßobjekten.
Für die oben beschriebene Meßaufgabe sind seit kurzem digital
arbeitende Einrichtungen verfügbar, bei denen ein Kern in
Stabform mit vorbestimmter Größe in einer Tandemanordnung mit
der Sonde koaxial hintereinanderliegend verklebt ist. Eine
Druckfeder beaufschlagt ein Ende des Kerns in Auswärtsrichtung.
Die Sonde mit dem Kern ist axial bewegbar gelagert. Spulen La,
L und Lb sind im Bewegungsbereich des Kerns entsprechend der
Auslenkung der auf das Meßobjekt aufgesetzten Sonde vorgesehen.
Die Spule L liegt dabei zwischen den beiden anderen Spulen; die
Spulen La, Lb sind an den beiden Enden der Spule L angeordnet.
Der Kern kann sich frei durch die Spulen La, L und Lb hindurch
verschieben. Die Fig. 1 zeigt eine Ersatzschaltung dieser An
ordnung. Die Spule L dient als Primärwicklung, die (untereinan
der identischen) Spulen La, Lb als Sekundärwicklungen; sie sind
zu einer Differentialanordnung gegeneinander in Reihe geschal
tet.
Ein Wechselstrom von etwa 10 kHz wird an die Primärspule ge
legt; die Spannungen an den Spulen La, Lb sind die der Kernlage
entsprechenden Ausgangsspannungen. Da die Sekundärspulen La, Lb
zu einer Differentialanordnung gewickelt sind, kann man die
Differenzspannung zwischen ihnen abnehmen.
Da der Kern die Induktivitäten der Sekundärwicklungen beein
flußt, stellt die Differenz der Spannungen über den Spulen La,
Lb die Lage des Kerns dar. Mit einer Messung der Sekundär-Aus
gangsspannung Vaus kann man also die Auslenkung der Sonde be
stimmen.
Bei wie oben beschrieben herkömmlichen Längenmeßanordnungen
dient die Ausgangsspannungsdifferenz als Meßgröße. Da weiterhin
die Induktionsspannungen an den Sekundärspulen La, Lb jeweils
etwa 1 V betragen, ist die erhaltene Spannungsdifferenz gering
und muß verstärkt werden. Um eine hohe Meßgenauigkeit zu gewährleisten,
ist ein Verstärker mit sehr guten Temperatureigenschaften
erforderlich; derartige Verstärker sind jedoch teuer,
so daß der Aufwand für die Vorrichtung steigt.
Weiterhin arbeiten Längenmeßeinrichtungen der vorgenannten Art
batteriegespeist, damit sie sich jederzeit und überall ohne
Schwierigkeit einsetzen lassen. Aus diesem Grund sind Spulen
hoher Impedanz erwünscht. Da die Spulenimpedanz mit der Windungszahl
steigt, müssen die Spulen sehr groß sein, um eine
hohe Impedanz und einen geringen Leistungsverbrauch zu erreichen.
Dabei vergrößert sich aber das Volumen der Vorrichtung.
Zur Vermeidung von Änderungen der Sekundärspannungen,
die durch Temperatureinflüsse verursacht werden, ist aus
der DE-OS 36 02 107 eine Schaltungsanordnung mit
Differenzialtransformator bekannt, bei der die Amplitude
der Primärspannung in besonderer Weise eingestellt wird,
um die Meßgenauigkeit zu erhöhen. Dieser Vorschlag ist
jedoch unzureichend, da er sich lediglich mit der
elektronischen Regelung der Spannungen beschäftigt,
jedoch den Aufbau der einzelnen Spulen nicht betrachtet.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur
Längenmessung sowie eine hierfür geeignete Vorrichtung anzugeben,
die einen gedrängten Aufbau, Leistungseinsparungen und
eine einfache Anordnung zulassen, so daß man eine hochgenaue
Messung bei niedrigen Kosten erreicht.
Dieses Ziel läßt sich mit einer erfindungsgemäß aufgebauten Anordnung
erreichen. Insbesondere weist die erfindungsgemäße Längenmeßvorrichtung
eine Meßsonde mit einem Kern an deren unterem
Ende, die in einer Richtung druckbeaufschlagt und axial bewegbar
angeordnet ist, eine erste, eine zweite und eine dritte
Spule, die in Reihe im Bewegungsbereich des Kerns entsprechend
der Sondenbewegung angeordnet sind, wobei die mittlere der
Spulen in Reihe mit einem Anschluß beider an den Enden der
mittleren angeordneten Spulen geschaltet ist, um einen vorwärts
vorgespannten Zustand zuzulassen, einen Schalter, der an die
anderen Anschlüsse der an den Enden der mittleren angeordneten
Spulen angeschlossen ist, wobei in den Schaltzuständen des
Schalters jeweils eine der beiden endseitig der mittleren an
geordneten Spulen mit letzterer zusammen eine Primärwicklung
und die jeweils andere der beiden endseitig der mittleren an
geordnete Spulen mit letzterer zusammen eine Sekundärwicklung
bilden, eine Rechen- und Steuereinrichtung, die die bei Erre
gung der dem Schaltzustand entsprechenden Primärwicklung in die
jeweilige Sekundärwicklung induzierte Spannung bestimmt, die
Differenz der Ausgangsspannungen der Sekundärspulen berechnet
und aus dieser die Bewegungsstrecke bestimmt, sowie eine An
zeigeeinrichtung zur Anzeige der erhaltenen Bewegungsstrecke
aufweist.
Bei einer solchen Anordnung ist der Kern an der auf das Meß
objekt aufgesetzten Sonde angeordnet und die Spulen bzw. Wick
lungen des Transformators, der den erwähnten Kern aufweist, be
finden sich im Bewegungsbereich des Kerns, so daß man eine
Sekundär- bzw. Ausgangsspannung erhält, die der Lage des Kerns
entspricht. Weiterhin ist ein Teil der Primär- und ein Teil der
Sekundärwicklung beiden gemeinsam ausgeführt, um die primäre
und die sekundäre Windungszahl zu erhöhen; man erhält so eine
hohe Impedanz und eine hohe Ausgangsspannung, so daß ein Ver
stärker entfallen kann. Zum Erhalten der Spannungsdifferenz
wird die Sekundärwicklung umgeschaltet; dabei heben Temperatur
einflüsse auf die Spule sich auf und die Sekundär-Ausgangsspan
nung entspricht sehr genau der jeweiligen Lage des Kerns, aus
der die Länge der Bewegungsstrecke des Kerns sich berechnen und
dann anzeigen läßt.
Die vorliegende Erfindung schafft ein gedrängt aufgebautes, im
Leistungsverbrauch sparsames und kostengünstig zu erstellendes
Längenmeßgerät, mit dem sich hochgenaue Längenmessungen durch
führen lassen.
Fig. 1 zeigt an einem Stromlauf die Hauptteile einer herkömmli
chen Anordnung;
Fig. 2 zeigt den Stromlauf einer Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung;
Fig. 3 zeigt schaubildlich die Anordnung der Meßeinheit einer
Längenmeßvorrichtung;
Fig. 4 zeigt als Blockdiagramm eine Datenwandlereinheit ent
sprechend der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform;
Fig. 5 zeigt als Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform
einer Datenwandlereinheit;
Fig. 6A u. 6B zeigen anhand von Stromläufen die Schaltzustände
der erfindungsgemäßen Anordnung;
Fig. 7A u. 7B zeigen anhand von Diagrammen die Arbeitsweise der
erfindungsgemäßen Messung der Sekundärspannungen; und
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter
Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
Die Fig. 2 ist ein Stromlaufbild einer Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung.
Wie die Fig. 3 zeigt, ist ein Spannungstransformator 5 wie
folgt angeordnet. Ein stabförmiger Kern 2 vorbestimmter Größe
ist in einer Tandemanordnung mit einer Sonde 1 koaxial hinter
einanderliegend verklebt. An seinem einen Ende steht der Kern 2
unter der Spannung einer Feder 3, die die Sonde 1 nach außen
drückt. Die Sonde 1 mit dem Kern 2 ist axial bewegbar gelagert.
Die Spulen bzw. Wicklungen La, L und Lb sind im Bewegungsbe
reich des Kerns 2 entsprechend der Bewegung der Sonde angeord
net, die an den zu messenden Gegenstand angesetzt wird. Der
Kern 2 kann in den Wicklungen La, L und Lb verschoben werden.
Von den Wicklungen La, L und Lb dient die mittlere Wicklung L
als gemeinsame Wicklung, mit der die Wicklungen La und Lb in
Reihe geschaltet sind. Weiterhin ist eine der Wicklungen La, Lb
in Reihe mit der gemeinsamen Wicklung L gelegt und wirkt als
Primärwicklung, während die jeweils andere der Wicklungen La,
Lb mit der Wicklung L in Reihe gelegt ist und als Sekundärwick
lung ansprechend auf das Umschalten des Analogschalters SW für
die Schaltkreise wirkt. Sind die Spulen La und Lb jeweils als
Primär- und Sekundärwicklung in Reihe mit der gemeinsamen Wick
lung L geschaltet, sind sie in Reihe mit der gemeinsamen Wick
lung L in Vorwärtsrichtung vorgespannt.
Insbesondere sind der Anschluß P 1 der gemeinsamen Wicklung L
mit dem Anschluß A 2 der Wicklung La und dem Anschluß B 2 der
Wicklung Lb, der Anschluß A 1 der Wicklung La an den Phase-A-
seitigen Schaltanschluß des Analogschalters SW, der Anschluß B 1
der Wicklung Lb an den Phase-B-seitigen Schaltanschluß des
Analogschalters SW und der Ausgang des Oszillators f zwischen
gemeinsamen Anschluß des Analogschalters SW und den Anschluß P 2
der gemeinsamen Wicklung L gelegt. Der Analogschalter SW wird
entsprechend den Steuer- und Arithmetikoperationen in der CPU
12 geschaltet. Das Verhältnis der Windungszahlen der gemeinsa
men Wicklung L zu der der Wicklung La oder Lb betragen bspw. im
wesentlichen 180 : 100, die Ausgangsfrequenz des Oszillators f
etwa 500 kHz und seine Ausgangsspannung etwa 3 V. Die Datenwand
lereinheit 10 digitalisiert die Ausgangsspannungen der Wicklun
gen, während die CPU 12 aus diesen Digitalwerten die Auslenkung
des Kerns 2 berechnet. Das von der CPU 12 gelieferte Rechener
gebnis wird auf der Anzeigeeinheit 14 ausgegeben. Die Fig. 4
zeigt eine Anordnung der Datenwandlereinheit 10. Wie darge
stellt, wird die über den Schalter SW eingegebene Sekundärspan
nung von einer Glättungsschaltung 22 geglättet, vom Analog/Di
gital-Wandler (A/D-Wandler) 24 digitalisiert und schließlich an
die CPU 12 gegeben.
Die Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Datenwand
lereinheit 10, in der die Sekundärspannung des Spannungstrans
formators 5 auf die Schnittstellenschaltung 32 gegeben wird.
Eine Zeitsteuerschaltung 34 liefert ein Zeitsignal, das den
Spitzenwert der Sekundärspannung entsprechend dem Ausgangssig
nal der Schaltung 32 anzeigt. Der Spitzenwertspeicher 36 hält
das Ausgangssignal der Schnittstelle, d. h. den Spitzenwert der
Sekundärspannung, ansprechend auf das Zeitsteuersignal fest.
Der A/D-Wandler digitalisiert diesen Spitzenwert und gibt ihn
an die CPU 12 weiter.
Die Arbeitsweise einer wie oben ausgeführt angeordneten Vor
richtung ist unten anhand der Fig. 8 erläutert.
In dieser Vorrichtung ändern sich die Induktivitätswerte der
den Transformator darstellenden Wicklungen La, L und Lb mit der
Lage des Kerns 2. Dabei ändert sich ebenso die Sekundär
spannung, so daß man aus dieser Sekundärspannung die Strecke
erhält, um die die Sonde 1 beim Anlegen an das Meßobjekt in den
Transformator einfährt.
Insbesondere wird bei dieser Anordnung der Analogschalter SW
unter Steuerung durch die CPU 12 im Schritt 102 in die Phase B
geschaltet, so daß die Verbindungen der Fig. 6A entsprechend
geschaltet werden, wobei die Wicklungen La, Lb jeweils gemein
sam mit der Wicklung L die Primär- bzw. Sekundärwicklung dar
stellen. Das (+)- und das (-)-Zeichen bezeichnen die Lagezu
ordnung des Kerns 2 zur Wicklung Lb. Die Windungszahl der Pri
märwicklung einschließlich der gemeinsamen Wicklung L beträgt
280, die der Sekundärwicklung einschließlich der gemeinsamen
Wicklung L ebenfalls 280. Da die Primärwicklung mit einer Fre
quenz von 500 kHz und einer Spannung von 3 V aus dem Oszillator
f erregt wird, erhält man sekundärseitig eine Spannung von
bspw. mehreren Volt (positiv) entsprechend der Lage 2 des Kerns
bezüglich den Wicklungen La, L und Lb. Nach dem Umschalten war
tet die CPU 12 im Schritt 104 für die Dauer T 1 von bspw. etwa
20 ms, bis das Ausgangssignal der Transformatorschaltung sich
stabilisiert hat. Im Schritt 106 wird die Ausgangsspannung VB
in der Wandlerstufe 10 digitalsiert und in der CPU 12 abge
speichert.
Nach der Messung in der Phase B schaltet im Schritt 108 die CPU
12 den Analogschalter SW in die Phase A, so daß sich die in
Fig. 6B gezeigten Verbindungen ergeben, bei denen die Wicklun
gen Lb, La jeweils gemeinsam mit der Wicklung L die Primär-
bzw. Sekundärwicklung darstellen. Die Zeichen (+) und (-) stel
len die Lagezuordnung der Wicklung La zum Kern 2 dar. Die Win
dungszahl der Primärwicklung einschl. der gemeinsamen Wicklung
L ist 280, die der Sekundärwicklung einschl. der gemeinsamen
Wicklung L ebenfalls 280. Da das Ausgangssignal des Oszillators
f mit einer Frequenz von 500 kHz und einer Spannung von 3 V die
Primärwicklung erregt, erhält man sekundär eine Spannung von
bspw. einigen Volt entsprechend der Lage des Kerns 2 relativ zu
den Wicklungen La, L und Lb. Im Schritt 110 wartet die CPU 12
wie in der Phase B auf den Ablauf der Zeitspanne T 2. Im Schritt
112 wird die Ausgangsspannung VA in der Wandlereinheit 10 digi
talisiert und in der CPU 12 gespeichert. Im Schritt 114 berech
net die CPU 12 die Differenz der zwei Spannungs-Meßwerte. Im
Schritt 116 wird aus diesem Rechenwert die Lage des Kerns 2 be
rechnet und die Auslenkung auf der Digitalanzeige 114 ausgege
ben. Im Schritt 116 muß zur Umwandlung der Spannungsdifferenz
(KAVA-KBKB) in die Auslenkung die Differenz mit dem Koeffizi
enten KC multipliziert werden. KA und KB hängen mit der Win
dungszahl der Wicklungen La, Lb zusammen (weiter unten erläu
tert).
Die sich in der Phase B aufgrund der Lage des Kerns 2 relativ
zu den Wicklungen ergebende Ausgangsspannung VLb der Wicklung
Lb (vergl. Fig. 6A) ist in der Fig. 7A mit der Kurve B, die
Ausgangsspannung VLa der Wicklung La in der Phase A (vergl.
Fig. 6B) mit der Kurve A dargestellt. Die Lage des Kerns 2
läßt sich entsprechend einer der Ausgangsspannungen (VA = VLb +
VL oder VB = VLa + VL) schätzen.
In der Phase B sind die drei Wicklungen entsprechend der Fig. 3
angeordnet. Die Spannung VLb an der Wicklung Lb ergibt sich da
her im wesentlichen aus der Gegeninduktivität der Wicklungen L
und Lb. Die Selbstinduktivität der Wicklung Lb nimmt mit der
Bewegung des Kerns in (+)-Richtung zu; man erhält die in Fig.
7A gezeigte Spannung VLb. Analoges gilt für die Spannung VLa
der Wicklung La in der Phase A. Die Spannungen VLa, VLb und VL
hängen aber auch von den Temperatureigenschaften der Wicklungen
ab. Um die Temperaturabhängigkeit der Wicklungen auszugleichen,
wird die Differenz der Ausgangsspannungen VA, VB in den Phasen
A und B berechnet; vergl. die Darstellung der Ausgangseigen
schaften der Differenz in Fig. 7B. Es sei in den Fig. 6A, 6B
der bezüglich des Mittelpunkts des Bewegungsbereichs des Kerns
2 obere und untere Bereich als (+)- bzw. (-)-Bereich definiert.
Befindet der Kern 2 sich im negativen Bereich, erhält man eine
positive Spannung bezüglich des oben erwähnten Mittelpunkts
(mit "O" bezeichnet); befindet der Kern 2 sich im positiven
Bereich, ist die Spannung negativ bezüglich des Mittelpunkts.
In dieser Ausführungsform ist das Verhältnis der Windungszahlen
der Wicklungen La, L gleich 180 : 100 und entspricht dem Verhält
nis der Windungszahlen der Wicklungen Lb, L, d. h. die Windungs
zahl der Wicklungen La, Lb ist im wesentlichen gleich. Ist das
Verhältnis der Windungszahlen der Wicklungen La, Lb gleich Kc,
wird der Koeffizient Kc berechnet zu
KA/KB = Kc
Die oben erwähnte Spannung liegt im Größenbereich von mehreren
Volt - im Vergleich zum Stand der Technik, wo es sich um Span
nungen im mV-Bereich handelt. Man erhält mit der vorliegenden
Erfindung eine hohe Ausgangsspannung, deren Temperaturabhän
gigkeit aufgehoben ist; ein Verstärker ist nicht mehr nötig.
Man erhält also eine hochpräzise Messung bei niedrigem Aufwand.
Wird die Wicklung L jeweils gemeinsam mit der Primär- und der
Sekundärwicklung verwendet und dient die Wicklung La oder Lb
als Sekundärwicklung, kann die jeweils andere als Primärwick
lung eingesetzt werden. Man kann also die Windungszahl der
Wicklungen erhöhen, ohne die Anzahl der Wicklungen zu erhöhen,
so daß sich eine hochohmige Anordnung und niedriger Leistungs
verbrauch realisieren lassen. Weiterhin kann man erfindungs
gemäß den gegenüber dem Stand der Technik niedrigeren Leistungs
verbrauch auch erzielen, wenn man die dem Stand der Technik
entsprechende Anzahl Wicklungen und deren Windungszahlen ver
wendet. Man erhält also eine gedrängt aufgebaute Längenmeß
einrichtung.
Claims (10)
1. Längenmeßvorrichtung, gekennzeichnet
durch
eine Wechselstromquelle (f)
eine Spannungs-Transformatoranordnung (5) mit einer ersten, einer zweiten und einer dritten Wicklung (La; L; Lb),
einem Kern (2) und einer Sonde (1), wobei die erste Wicklung (La) einen ersten und einen zweiten Anschluß, die zweite Wick lung (L) einen dritten und einen vierten Anschluß und die drit te Wicklung (Lb) einen fünften und einen sechsten Anschluß ha ben, die Wicklungen (La; L; Lb) in einer Reihenfolge angeordnet sind, und der dritte Anschluß mit dem zweiten und dem sechsten Anschluß (A 2; B 2) verbunden ist, die erste und die zweite Wicklung (La; L) einerseits und die zweite und dritte Wick lung (L; Lb) andererseits vorwärts gepolt angeordnet sind und die Sonde (1) am der ersten Wicklung (La) nahen Ende des Kerns (1) angeordnet ist und auf ein Meßobjekt aufgesetzt wird, so daß der Kern (82) sich von der ersten zur dritten Wicklung (La; L; Lb) bewegt;
eine Datenwandlereinheit (10), die die Sekundär-Aus gangsspannung des Spannungstransformators (5) digitalisiert;
eine Anzeigeeinrichtung (14), die die Länge der Be wegungsstrecke darstellende Eingabedaten anzeigt;
eine Schalteinrichtung (SW), die in einem ersten Schaltzustand die Wechselstromquelle (f) zwischen den ersten Anschluß (A 1) der ersten Wicklung (La) und den vierten Anschluß (P 2) der zweiten Wicklung (L) legt, um die zwischen dem zweiten Anschluß (P 2) der zweiten Wicklung (L) und dem fünften Anschluß (B 1) der dritten Wicklung (Lb) erscheinende Sekundärspannung an die Datenwandlereinheit (10) zu geben, und in einem zweiten Schaltzustand die Wechselstromquelle (f) zwischen den fünften Anschluß (B 1) der dritten Wicklung (Lb) und den vierten Anschluß (P 2) der zweiten Wicklung (L) legt, um die zwischen dem vierten Anschluß (P 2) der zweiten Wicklung (L) und dem fünften Anschluß (B 1) der dritten Wicklung (Lb) erscheinende Sekundärspannung an die Datenwandlereinheit (10) zu geben, und
eine Steuereinrichtung (12), die die Schalteinrich tung (SW) in den ersten Schaltzustand bringt und in diesem die digitalen Ausgangsdaten aus der Datenwandlereinheit (10) über nimmt, die Schalteinrichtung (SW) in den zweiten Schaltzustand bringt und in diesem die digitalen Ausgangsdaten aus der Daten wandlereinheit (10) übernimmt, und aus den im ersten und zwei ten Schaltzustand übernommenen Ausgangsdaten die Länge der Be wegungsstrecke berechnet und den Rechenwert an die Anzeigevor richtung ausgibt.
eine Wechselstromquelle (f)
eine Spannungs-Transformatoranordnung (5) mit einer ersten, einer zweiten und einer dritten Wicklung (La; L; Lb),
einem Kern (2) und einer Sonde (1), wobei die erste Wicklung (La) einen ersten und einen zweiten Anschluß, die zweite Wick lung (L) einen dritten und einen vierten Anschluß und die drit te Wicklung (Lb) einen fünften und einen sechsten Anschluß ha ben, die Wicklungen (La; L; Lb) in einer Reihenfolge angeordnet sind, und der dritte Anschluß mit dem zweiten und dem sechsten Anschluß (A 2; B 2) verbunden ist, die erste und die zweite Wicklung (La; L) einerseits und die zweite und dritte Wick lung (L; Lb) andererseits vorwärts gepolt angeordnet sind und die Sonde (1) am der ersten Wicklung (La) nahen Ende des Kerns (1) angeordnet ist und auf ein Meßobjekt aufgesetzt wird, so daß der Kern (82) sich von der ersten zur dritten Wicklung (La; L; Lb) bewegt;
eine Datenwandlereinheit (10), die die Sekundär-Aus gangsspannung des Spannungstransformators (5) digitalisiert;
eine Anzeigeeinrichtung (14), die die Länge der Be wegungsstrecke darstellende Eingabedaten anzeigt;
eine Schalteinrichtung (SW), die in einem ersten Schaltzustand die Wechselstromquelle (f) zwischen den ersten Anschluß (A 1) der ersten Wicklung (La) und den vierten Anschluß (P 2) der zweiten Wicklung (L) legt, um die zwischen dem zweiten Anschluß (P 2) der zweiten Wicklung (L) und dem fünften Anschluß (B 1) der dritten Wicklung (Lb) erscheinende Sekundärspannung an die Datenwandlereinheit (10) zu geben, und in einem zweiten Schaltzustand die Wechselstromquelle (f) zwischen den fünften Anschluß (B 1) der dritten Wicklung (Lb) und den vierten Anschluß (P 2) der zweiten Wicklung (L) legt, um die zwischen dem vierten Anschluß (P 2) der zweiten Wicklung (L) und dem fünften Anschluß (B 1) der dritten Wicklung (Lb) erscheinende Sekundärspannung an die Datenwandlereinheit (10) zu geben, und
eine Steuereinrichtung (12), die die Schalteinrich tung (SW) in den ersten Schaltzustand bringt und in diesem die digitalen Ausgangsdaten aus der Datenwandlereinheit (10) über nimmt, die Schalteinrichtung (SW) in den zweiten Schaltzustand bringt und in diesem die digitalen Ausgangsdaten aus der Daten wandlereinheit (10) übernimmt, und aus den im ersten und zwei ten Schaltzustand übernommenen Ausgangsdaten die Länge der Be wegungsstrecke berechnet und den Rechenwert an die Anzeigevor richtung ausgibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kern (2) kürzer ist als die Breite
der Wicklungen (La; L; Lb) insgesamt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12) einen
Wert (K 1 V 1-K 2 V 2) und mit diesem die Länge der Bewegungsstrec
ke berechnet, wobei V 1 und V 2 die im ersten bzw. zweiten
Schaltzustand übernommenen Daten und K 1 und K 2 vorbestimmte
Konstanten sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Verhältnis der Windungszah
len der ersten und der dritten Wicklung (La, Lb)
gleich dem Verhältnis von K 1 zu K 2 ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Windungszahlen der ersten
und der dritten Wicklung (La, Lb) gleich und K 1
und K 2 jeweils gleich eins sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Datenwandlereinheit (10)
eine Glättungseinrichtung (22), die die Sekundär spannung des Spannungstransformators (5) glättet, sowie
eine A/D-Wandlereinrichtung (24) aufweist, die die geglättete Ausgangsspannung aus der Glättungseinrichtung (22) digitalisiert.
eine Glättungseinrichtung (22), die die Sekundär spannung des Spannungstransformators (5) glättet, sowie
eine A/D-Wandlereinrichtung (24) aufweist, die die geglättete Ausgangsspannung aus der Glättungseinrichtung (22) digitalisiert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Datenwandlereinheit (10)
einen Spitzenwertspeicher (36), der den Spitzenwert der Sekundär-Ausgangsspannung des Spannungstransformators (5) entsprechend einem Zeitsteuersignal festhält,
eine Einrichtung (34), die das Zeitsteuersignal ent sprechend der Sekundär-Ausgangsspannung des Spannungstransfor mators (5) erzeugt und es an den Spitzenwertspeicher (36) gibt, sowie
einen A/D-Wandler (38) aufweist, der den im Spitzen wertspeicher (36) festgehaltenen Spitzenwert digitalisiert.
einen Spitzenwertspeicher (36), der den Spitzenwert der Sekundär-Ausgangsspannung des Spannungstransformators (5) entsprechend einem Zeitsteuersignal festhält,
eine Einrichtung (34), die das Zeitsteuersignal ent sprechend der Sekundär-Ausgangsspannung des Spannungstransfor mators (5) erzeugt und es an den Spitzenwertspeicher (36) gibt, sowie
einen A/D-Wandler (38) aufweist, der den im Spitzen wertspeicher (36) festgehaltenen Spitzenwert digitalisiert.
8. Verfahren zur Längenmessung, dadurch ge
kennzeichnet, daß
während der Längenmessung ein Kern (2) von einer ersten durch eine zweite zu einer dritten Wicklung (La; L; Lb) bewegt wird, die mit dem Kern (2) gemeinsam einen Spannungstrans formator bilden, wobei die Wicklungen (La; L; Lb) in einer Reihenfolge angeordnet sind und ein Anschluß (P 1) der zweiten Wicklung (L) in Vorwärtsrichtung gepolt in Reihe geschaltet ist mit einem Anschluß (A 2; B 2) der ersten und dritten Wicklung (La; Lb);
in einem ersten Betriebszustand eine Wechselstrom quelle (f) zwischen den anderen Anschluß (A 2) der ersten Wicklung (La) und den anderen Anschluß (P 2) der zweiten Wick lung (L) gelegt wird und Daten für diesen ersten Betriebszustand aus einer Sekundärspannung abgeleitet werden, die zwischen dem anderen An schluß (P 2) der zweiten Wicklung (L) und dem anderen Anschluß (B 1) der dritten Wicklung (Lb) erscheint;
in einem zweiten Betriebszustad die Wechselstrom quelle (f) zwischen den anderen Anschluß (B 2) der dritten Wicklung (Lb) und den anderen Anschluß (P 2) der zweiten Wick lung (L) gelegt wird und Daten für diesen zweiten Betriebszustand aus der Sekundärspannung abgeleitet werden, die zwischen dem anderen An schluß (P 2) der zweiten Wicklung (L) und dem anderen Anschluß (B 1) der dritten Wicklung (Lb) erscheint; und
aus den Daten des ersten und des zweiten Betriebs zustands die Länge der Bewegungsstrecke berechnet und diese angezeigt werden.
während der Längenmessung ein Kern (2) von einer ersten durch eine zweite zu einer dritten Wicklung (La; L; Lb) bewegt wird, die mit dem Kern (2) gemeinsam einen Spannungstrans formator bilden, wobei die Wicklungen (La; L; Lb) in einer Reihenfolge angeordnet sind und ein Anschluß (P 1) der zweiten Wicklung (L) in Vorwärtsrichtung gepolt in Reihe geschaltet ist mit einem Anschluß (A 2; B 2) der ersten und dritten Wicklung (La; Lb);
in einem ersten Betriebszustand eine Wechselstrom quelle (f) zwischen den anderen Anschluß (A 2) der ersten Wicklung (La) und den anderen Anschluß (P 2) der zweiten Wick lung (L) gelegt wird und Daten für diesen ersten Betriebszustand aus einer Sekundärspannung abgeleitet werden, die zwischen dem anderen An schluß (P 2) der zweiten Wicklung (L) und dem anderen Anschluß (B 1) der dritten Wicklung (Lb) erscheint;
in einem zweiten Betriebszustad die Wechselstrom quelle (f) zwischen den anderen Anschluß (B 2) der dritten Wicklung (Lb) und den anderen Anschluß (P 2) der zweiten Wick lung (L) gelegt wird und Daten für diesen zweiten Betriebszustand aus der Sekundärspannung abgeleitet werden, die zwischen dem anderen An schluß (P 2) der zweiten Wicklung (L) und dem anderen Anschluß (B 1) der dritten Wicklung (Lb) erscheint; und
aus den Daten des ersten und des zweiten Betriebs zustands die Länge der Bewegungsstrecke berechnet und diese angezeigt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Berechnung der Länge der Bewegungsstrecke
aus der Differenz (K 1 V 1-K 2 V 2),
wobei V 1 und V 2 die Datenwerte aus dem ersten
bzw. dem zweiten Betriebszustand und K 1 und K 2 vorbestimmte
Konstanten sind.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Windungszahlen der ersten
und der dritten Wicklung (La, Lb) gleich und K 1
und K 2 jeweils gleich eins sind.
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