DE3825975C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE3825975C2
DE3825975C2 DE3825975A DE3825975A DE3825975C2 DE 3825975 C2 DE3825975 C2 DE 3825975C2 DE 3825975 A DE3825975 A DE 3825975A DE 3825975 A DE3825975 A DE 3825975A DE 3825975 C2 DE3825975 C2 DE 3825975C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
winding
terminal
windings
voltage
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE3825975A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3825975A1 (de
Inventor
Giichiro Shimizu
Toshiharu Okuyama
Yoshio Tokio/Tokyo Jp Wakatsuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Kohki Co Ltd
Original Assignee
MAN DESIGN CO Ltd TOKIO/TOKYO JP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN DESIGN CO Ltd TOKIO/TOKYO JP filed Critical MAN DESIGN CO Ltd TOKIO/TOKYO JP
Publication of DE3825975A1 publication Critical patent/DE3825975A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3825975C2 publication Critical patent/DE3825975C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/12Mechanical 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
    • G01D5/14Mechanical 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
    • G01D5/20Mechanical 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
    • G01D5/22Mechanical 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
    • G01D5/225Mechanical 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
    • G01D5/2258Mechanical 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
    • G01D5/2266Mechanical 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 specially adapted circuits therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

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.
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.
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.
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.
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.
DE3825975A 1987-08-05 1988-07-29 Laengenmessverfahren und hierfuer geeignete vorrichtung mit erhoehter ausgangsspannung Granted DE3825975A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1987120099U JPH057526Y2 (de) 1987-08-05 1987-08-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3825975A1 DE3825975A1 (de) 1989-02-23
DE3825975C2 true DE3825975C2 (de) 1990-03-01

Family

ID=14777889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3825975A Granted DE3825975A1 (de) 1987-08-05 1988-07-29 Laengenmessverfahren und hierfuer geeignete vorrichtung mit erhoehter ausgangsspannung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4896110A (de)
JP (1) JPH057526Y2 (de)
KR (1) KR920003637B1 (de)
DE (1) DE3825975A1 (de)
GB (1) GB2208440B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19846539A1 (de) * 1998-10-09 2000-04-20 Mahr Gmbh Induktives Wegmeßsystem

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05505240A (ja) * 1990-03-23 1993-08-05 スペクトラ プレシジョン アクティエボラーグ アナログ型変位センサ
US5109675A (en) * 1990-10-10 1992-05-05 Westinghouse Electric Corp. Valve position sensing circuit
DE4112276A1 (de) * 1991-04-15 1992-11-05 Bilstein August Gmbh Co Kg Sensor und verfahren zur messung der position eines daempfungskolbens in einem daempfungszylinder eines schwingungsdaempfers
US5235274A (en) * 1991-10-07 1993-08-10 Honeywell Inc. Pulsed excitation position sensor system using linear variable differential transducers with multiplexing
US5422555A (en) * 1993-04-30 1995-06-06 Rank Taylor Hobson, Ltd. Apparatus and method for establishing a reference signal with an LVDT
DE4330540C1 (de) * 1993-09-09 1995-03-30 Kostal Leopold Gmbh & Co Kg Induktive Sensoreinrichtung
US5760577A (en) * 1995-04-20 1998-06-02 Techno Excel Kabushiki Kaisha LC resonance circuit displacement sensor
RU2207499C2 (ru) * 2000-12-28 2003-06-27 Медников Феликс Матвеевич Токовихревой преобразователь
DE602004028489D1 (de) * 2003-08-20 2010-09-16 Univ Cape Town Positionssensoren
DE102005011285A1 (de) * 2004-05-27 2005-12-15 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Koordinatenmessung
US7436173B2 (en) * 2005-07-28 2008-10-14 Diehl Avionik Systeme Gmbh Measurement configuration
DE102005035316B4 (de) * 2005-07-28 2007-07-26 Diehl Aerospace Gmbh Messanordnung
FR2921720B1 (fr) * 2007-09-28 2017-01-20 Thales Sa Dispositif d'acquisition lvdt a double chaine de demodulation
KR101496849B1 (ko) * 2008-07-10 2015-02-27 최대규 유도 결합 플라즈마 반응기

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4651130A (en) * 1985-08-28 1987-03-17 United Technologies Corporation Apparatus and method for retaining phase information for use with a multiple-coil inductive displacement sensor
DE3602107C2 (de) * 1986-01-24 1996-05-30 Bosch Gmbh Robert Schaltungsanordnung mit Differentialtransformator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19846539A1 (de) * 1998-10-09 2000-04-20 Mahr Gmbh Induktives Wegmeßsystem

Also Published As

Publication number Publication date
GB8817848D0 (en) 1988-09-01
KR920003637B1 (ko) 1992-05-04
GB2208440A (en) 1989-03-30
KR890004154A (ko) 1989-04-20
JPH057526Y2 (de) 1993-02-25
DE3825975A1 (de) 1989-02-23
JPS6425707U (de) 1989-02-13
US4896110A (en) 1990-01-23
GB2208440B (en) 1991-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3825975C2 (de)
DE69209017T2 (de) Winkelposition-Sensor mit fortlaufender geschlossener Widerstandsspur und Messverfahren dafür
DE3324578A1 (de) Vorrichtung zur kapazitiven messung einer verschiebung
DE4423429A1 (de) Stromsensor nach dem Kompensationsprinzip
EP0693674B1 (de) Vorrichtung mit einem Messtransformator zur Erfassung der position eines linear beweglichen Objektes
DE2940083A1 (de) Frequenzgenerator
DE2847779A1 (de) Einrichtung zur positionserfassung bei numerisch gesteuerten werkzeugmaschinen
DE69221436T2 (de) Elektronischer Wattstundenzähler
EP0356438A1 (de) Verfahren und anordnung zur auswertung einer analogen elektrischen messgrösse.
EP0825449A1 (de) Strom-Messverfahren und -einrichtung
EP1750098B1 (de) Messanordnung
EP0438637A1 (de) Verfahren und Anordnung zur Ermittlung eines Effektivwertes Ieff eines mit Hilfe eines Hallelementes und einer Verstärkeranordnung zu messenden Stromes
DE3143669C2 (de) Schaltung zum Messen des Effektivwertes einer Wechselspannung
DE1147874B (de) Vorrichtung zur elektrischen Anzeige und Fernanzeige von Fluessigkeitsstaenden
DE2635288C2 (de)
DE4030797C1 (en) Heavy current measuring by shunt resistor - passes current over two-region resistor, with identical inductivity, but different resistance per region
DE695960C (de) Anordnung zur Messung von Scheinwiderstaenden an in Betrieb befindlichen Netzanlagen auf der Grundlage der Spannungsabfall- und Kompensationsmethode
DE3590658C1 (de) Verfahren zur Reduzierung des Übertragungsfehlers von Stromwandlern, sowie Praezisionsstromwandler
DE4406722C1 (de) Leitungsdifferential-Schutzanordnung
DE2644253A1 (de) Einrichtung zur pruefung einer wicklung auf windungs- oder lagenschluss
DE955536C (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Entfernung wechselstromfuehrender Leiter von einem Messort unter Verwendung einer oder mehrere Induktionsspulen
DE971944C (de) Verfahren zur Nullpunktkontrolle von nach dem Differenzverfahren arbeitenden Messwandlerpruefeinrichtungen
DD148681A1 (de) Schaltungsanordnung zur strommessung mittels eines magnetischen spannungsmessers
DE2357195C3 (de) Verfahren zur Prüfung des Teilungsverhältnisses eines Hochspannungsteilers und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE417985C (de) Verfahren zur Ausfuehrung von Kompensations- und Brueckenmessungen mit Wechselstrom unter Zuhilfenahme eines Lufttransformators

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: NITTO KOHKI CO., LTD., TOKIO/TOKYO, JP

8339 Ceased/non-payment of the annual fee