DE3923398C1 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3923398C1 DE3923398C1 DE3923398A DE3923398A DE3923398C1 DE 3923398 C1 DE3923398 C1 DE 3923398C1 DE 3923398 A DE3923398 A DE 3923398A DE 3923398 A DE3923398 A DE 3923398A DE 3923398 C1 DE3923398 C1 DE 3923398C1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rotor
- detector according
- sensors
- discriminator
- signals
- 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
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/488—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/06—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects using rotating vanes with tangential admission
- G01F1/075—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects using rotating vanes with tangential admission with magnetic or electromagnetic coupling to the indicating device
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/06—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects using rotating vanes with tangential admission
- G01F1/08—Adjusting, correcting or compensating means therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
- G01F15/02—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
- G01F15/022—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature using electrical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/489—Digital circuits therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Umdrehungsdetektor mit einem
Rotor, der Rotorwinkelbereiche unterschiedlicher
elektromagnetischer Eigenschaften aufweist, und mit mehreren
winkelversetzt angeordneten Sensoren, die jeweils einen
Schwingkreis enthalten, der jeweils durch die verschiedenen
Rotorbereiche so beeinflußt ist, daß er jeweils bei einer
impulsartigen Erregung mit einer beeinflussungsgemäß
unterschiedlichen Amplitude und/oder Frequenz schwingt, und
wobei diese Schwingkreissignale einer Diskriminatorschaltung
zugeführt sind, die jeweils ein Über- oder Unterschreiten
eines vorgegebenen Schwellwertes der Amplitude oder der
Frequenz des Schwingkreissignales eines Schwingkreises als
ein Diskriminator-Ausgangssignal meldet, das einer
Drehrichtungserkennungslogik zusammen mit den gleichzeitigen
Diskriminator-Ausgangssignalen der (des) anderen
Schwingkreise (Schwingkreises) zugeführt ist, so daß die
Drehrichtungserkennungslogik daraus Drehsignale bildet, die
einem Vor-Rückwärtszähler zugeführt sind.
Aus DE-OS 32 13 602 A1 ist eine Dämpfungsdetektorschaltung
bekannt, bei der ein Schwingkreis jeweils kurzzeitig erregt
wird und danach seine Amplitude mit einem fest vorgegebenen
analogen Schwellwert verglichen wird und jeweils bei
Überschreitung dieses Schwellwertes ein Zählimpuls erzeugt
wird, der einen Zähler beaufschlagt, dessen Zählerstand bei
Überschreiten eines fest vorgegebenen digitalen
Schwellwertes eine Signalabgabe bewirkt.
Es ist bekannt, insbes. für Durchflußmesser mit einem
Wasserrad, eine Umdrehungsdetektoranordnung zu verwenden,
mit einem Rotor, der Rotorbereiche unterschiedlicher
elektromagnetischer Eigenschaften aufweist, und mit mehreren
verschiedenen Winkelpositionen des Rotors zugeordneten,
Sensoren, die jeweils einen Schwingkreis enthalten, der
durch die verschiedenen Rotorbereiche bezüglich der
Dämpfung, der Resonanzfrequenz und/oder einer Kopplung zu
einem Sender beeinflußt ist und dem eine Schwellwert-
resultierende Amplituden- und/oder Frequenzänderung
bezüglich vorgegebener Grenzwerte signalisiert, wobei diese,
von den, den Vergleichsschaltungen zugeordneten, Sensoren
signalisierten, Änderungen einer Drehrichtungs-
Erkennungslogik zugeführt sind, deren daraus erzeugten
Drehsignale einem Vor-Rückwärts-Zählwerk zuführbar sind. Um
einen geringen Stromverbrauch für einen mehrjährigen
Batteriebetrieb ohne Batteriewechsel zu ermöglichen, werden
die Schwingkreise der Sensoren nur jeweils relativ
kurzzeitig auf eine gut diskriminierbare Amplitude erregt
und dabei der zeitliche Abstand der Erregungen so gewählt,
daß die unterschiedlichen Winkellagen der verschiedenen
Rotorbereiche zu den Sensoren bei einer höchsten zu
erwartenden Drehzahl des Rotors erkennbar und auswertbar
sind. Hierzu werden die Schwingkreise jeweils
batteriestromsparend mit nur einem Spannungs- oder einem
Stromimpuls erregt, und dann wird die Anzahl der folgenden
Schwingungen gezählt, die eine analog vorgegebene
Amplitudenschwelle überschreiten, so daß das Zählergebnis
der jeweiligen Kreisgüte proportional ist. Ein bezüglich der
bei einer hohen bzw. bei einer niedrigen Dämpfung
auftretenden Zählergebnisse mittlerer digitaler
Vergleichswert dient der Erkennung des jeweiligen
Beeinflussungszustandes durch den wirksamen Rotorbereich,
und demgemäß wird ein Zustandssignal an die Umdrehungs- und
Drehrichtungserkennungslogik abgegeben. Die Rotorbereiche
unterschiedlicher Dämpfung umfassen gewöhnlich jeweils 180°,
und die Sensoren sind gewöhnlich um 90° des Drehwinkels
gegeneinander versetzt angeordnet. Die Schwingkreiserregung
erfolgt dann mindestens vierfach bei der schnellsten
Rotorumdrehung, so daß eine maximale Winkelauflösung der
Rotorstellung von 90° erreichbar ist. Grundsätzlich weist
diese bekannte Anordnung mit einfach erregten,
dämpfungsmodulierten Sensorschwingkreisen, verglichen zu
solchen Anordnungen mit einer mehrfachen Erregung und
Frequenzdiskriminierung sowie verglichen zu einer
Kopplungsmodulation mit einem Fremdsendekreis, den
geringsten Stromverbrauch und den einfachsten Aufbau auf.
Auch sind die jeweiligen Werte der Induktivitäten und der
Kapazitäten der Kreisschaltungen innerhalb eines großen
Toleranzbereiches praktisch ohne Auswirkung auf das
Auswerteergebnis, da jeweils nur die Dämpfung einen Einfluß
gemäß dem Auswerteverfahren hat, die hauptsächlich durch den
Drahtwiderstand der Induktivität bestimmt ist und somit eng
tolerierbar ist.
Bei dieser bekannten Anordnung mit den einfacherregten
dämpfungsmodulierten Sensorschwingkreisen ist jedoch die
relative Änderung des Zählergebnisses im Detektor geringer
als bei einer Kopplungsmodulation, so daß sich Störeinflüsse
von Temperaturänderungen und äußeren Magnetfeldern stärker
auswirken, da es üblich ist, Ferritkernspulen zu verwenden,
um ausreichende Güte zu erreichen.
Aus DE 36 11 862 A1 ist ein Umdrehungsdetektor mit einem
einzigen induktiven Dämpfungssensor bekannt, der einen
impulsartig erregten Schwingkreis enthält, dessen
Schwingungssignale, die in einem vorgegebenen
Amplitudenbereich liegen, in einem Zähler erfaßt werden. Der
jeweilige Zählerinhalt wird mit einem vorgegebenen festen
Schwellwert verglichen, woraus der Dämpfungszustand des
Schwingkreises und damit die Rotorstellung, des
drehwinkelabhängig dämpfenden Rotors jeweils bestimmt ist.
Der Sensor ist mit einem Ferritkerntransformator aufgebaut,
um eine ausreichende Auswertbarkeit der Signale bei geringem
Stromverbrauch zu erreichen. Hierdurch ist eine hohe
Temperaturabhängigkeit gegeben, die in Verbindung mit dem
festen Schwellwert einen engen Arbeitsbereich ergibt. Da nur
ein Sensor vorgesehen ist, ist für eine
Drehrichtungserkennung eine Diskrimination mehrerer
Dämpfungsstufen des Rotors durch den Vergleich des
Zählerinhalts mit mehreren eng aneinanderliegenden
Schwellwerten erforderlich, wodurch der Temperaturbereich in
der die Schaltung anwendbar ist, weiter eingeengt ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, den bekannten, leicht
herzustellenden und wenig Strom verbrauchenden
Umdrehungsdetektor mit einfacherregten dämpfungsmodulierten
Sensorschwingkreisen derart zu verbessern, daß er wesentlich
zuverlässiger arbeitet und die Auswirkungen von
dämpfungsverändernden Temperatur- und Magnetfeldeinflüssen
auf die Schwingkreiskomponenten minimiert sind.
Die Lösung besteht darin, daß mindestens zwei der Sensoren
so bezüglich der unterschiedlichen Rotorwinkelbereiche
angeordnet sind, daß deren Beeinflussung durch die
Rotorwinkelbereiche in jeder Rotorstellung komplementär ist,
so daß ein aus deren Schwingkreissignalen in einem
Mittelwertspeicher gebildeter Mittelwert nahezu
rotorstellungsunabhängig ist, und daß proportional zu diesem
Mittelwert der Schwellwert jeweils vorgegeben ist.
Mindestens zwei Sensoren werden derart bezüglich des Rotors
und seiner unterschiedlichen Rotorbereiche angeordnet, daß
deren Beeinflussung durch diese Rotorbereiche komplementär
ist, wodurch die Summe der jeweiligen Zählergebnisse der
Detektoren bei einer gleichzeitigen oder einer zeitlich so
dicht aufeinanderfolgenden Anregung der Sensorschwingkreise,
daß zwischenzeitlich nur eine unwesentliche Weiterdrehung
des Rotors erfolgen kann, praktisch konstant ist, so daß der
auf die Anzahl der zur Summenbildung genutzten Sensoren
bezogene Bruchteil dieser periodisch gebildeten Summe als
Schwellwert anschließend verwandt, eine sichere Beurteilung
des jeweiligen Dämpfungszustandes der einzelnen
Sensorschwingkreise erbringt.
Die Bestimmung der relevanten Schwingungsimpulse aller oder
paarweise nacheinander erregter Sensorschwingkreise in einem
Zähler ergibt eine einfache Schaltungsanordnung. Die jeweils
vorher ermittelte und geteilte bzw. halbierte und
zwischengespeicherte Summe der Zählergebnisse dient
vorteilhaft bei jeder neuen Zählung als Schwellwert für eine
gleichzeitige Beurteilung jedes neuen Zählwertes zur
Ermittlung der Rotorstellung und einer dementsprechenden
Beaufschlagung der Drehrichtungserkennungslogik.
Ändern sich die komplementären Schwingkreise in ihrer Güte
durch einen Temperatureinfluß, so daß sich die
Zählergebnisse jeweils um z. B. 20% verändern, so ändert sich
die so gebildete digitale Schwelle mit, und es lassen sich
dadurch auch noch Güteänderungen gleicher Größenordnung, die
durch die Rotorbeeinflussung in unterschiedlichen
Rotorstellungen bewirkt werden, sicher erkennen, was bei
einer festen Schwelle nicht möglich wäre.
Um eine hohe Auflösung der Güteänderung zu erreichen, ist
wegen der Quantelung der Zählergebnisse vorteilhaft eine
derartige Güte der Schwingkreise vorgesehen und eine relativ
zur Anfangsamplitude derartig niedrige analoge Schwelle
vorgegeben, daß hohe Schwingungszahlen z. B. zwischen 10 und
64 bei den Zählungen auftreten. Dies läßt sich z. B. mit
einer Kreisgüte zwischen 20 und 70 sowie einer Schwellenhöhe
von 1/4 bis 1/10 der Anfangsamplitude erreichen, wobei ein
niedriger analoger Schwellwert zu bevorzugen ist, der jedoch
in bekannter Weise ausreichend hoch über den Toleranzen und
Änderungen der Diskriminatorgenauigkeit zu liegen hat.
Ein Fremdmagnetfeld beeinflußt die Dämpfung des Ferritkernes
des Sensors richtungsabhängig. Da die Achsen der Ferritkerne
der komplementären Senoren vorteilhaft gleichgerichtet
sind, ergibt sich eine weitgehend gleiche
Dämpfungsbeeinflussung dieser Sensoren, so daß dieser
Magnetfeldeinfluß ebenso wie der Temperatureinfluß für die
Detektorwirkung kompensiert ist. Aus diesem Grunde ist es
vorteilhaft vorgesehen, zu jedem Sensor einen komplementären
gleichgerichteten Sensor anzuordnen, mit dem durch
Summenbildung der diesen Sensoren zugehörige Schwellwert
ermittelt wird.
Für sämtliche Sensoren wird vorteilhaft der gleiche analoge
Schwellwertkomparator verwandt, indem die Sensoren über
einen Analogmultiplexer auf den einen der Komparatoreingänge
geschaltet werden. Dadurch treten keine Auswirkungen einer
temperatur- oder alterungsbedingten Verschiebung der
Komparatorschwelle bezüglich der Detektorwirkung auf, da
auch derartige Einflüsse durch die Kompensationswirkung der
ständig angepaßten digitalen Schwelle beseitigt werden.
Die Anregung der Schwingkreise geschieht vorteilhaft über
einen zeitmäßig gesteuerten Ladeschalter, dessen Schließzeit
derart gewählt ist, daß die erste Schwingungsamplitude der
Versorgungsspannung entspricht. Da vorteilhaft die gleiche
Zeitsteuerung für die Anregung der komplementären
Schwingkreise benutzt wird, tritt auch eine weitgehende
Kompensation der Einflüsse von Variationen der Zeitsteuerung
der Ladeschalter auf. Auch geringfügige Überschreitungen der
Schwingungsamplitude über die Versorgungsspannung bleiben
ohne Auswirkung auf das Detektionsergebnis.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der
Schaltungsanordnung besteht darin, daß der analoge
Schwellwert jeweils aus der maximalen Amplitude, die nach
einer Anregung auftritt, für den Vergleich
zwischengespeichert und durch Spannungsteilung abgeleitet
wird.
Die automatische Schwellenerzeugung erbringt eine hohe
Winkelgenauigkeit der Lagedetektion des Rotors; deshalb
genügt eine relativ langsame Abtastrate, die nur geringfügig
über der doppelten maximalen Rotationsfrequenz des Rotors
liegen muß, um eine eindeutige Detektion der Umdrehungen zu
erbringen. Hierdurch ist der Stromverbrauch minimiert.
Die hohe Genauigkeit der Auflösung, die durch automatische
Schwellenwerterzeugung erreicht wird, bietet die
Möglichkeit, die Schwingkreisspulen derart auszubilden, daß
sie einen relativ großen Winkelbereich des Rotorumfanges
überdecken und somit annähernd den anteiligen Sektor des
Sensors ausfüllen. Hierdurch ergibt sich eine geringe
Abstandsabhängigkeit der Sensorsignale vom Rotorabstand in
einem relativ großen Abstandsbereich zum Rotor. Es lassen
sich statt der bei Näherungssensoren üblichen teuren
Topfspulen einfache sogenannte Entstördrosseln mit einem
Stabkern aus Ferrit verwenden, die Massenartikel sind.
Für eine Drehrichtungserkennung sind neben zwei um 180°
verstetzt angeordneten Sensoren, deren Signale zur Erzeugung
der digitalen Schwelle dienen und von denen einer ein
Lagesignal nach der digitalen Diskriminierung an die
Drehrichtungserkennungslogik liefert, ein dritter Sensor um
vorzugsweise 90° versetzt angeordnet, dessen Signal in
einfacher Weise mit den gleichen Schwellwerten verglichen
und ausgewertet wird und dann ebenfalls der
Drehrichtungserkennungslogik zugeführt wird. Um eine
eindeutige Drehrichtungserkennung zu erreichen, ist dabei
die Ansteuerungsfolge so gewählt, daß die Anregungen etwas
mehr als viermal pro schnellste Rotordrehung erfolgen.
Eine besonders vorteilhafte Vorrichtung besteht darin, daß
ein vierter Sensor gegenüber dem dritten Sensor angeordnet
ist, der mit diesem zusammen zu einer weiteren digitalen
Schwellwertbildung genutzt wird. Weiterhin ist eine
Diskriminatorlogik vorgesehen, die jeweils die
Zählerendstände nach jeder Anregung und anschließendem
Abklingen der Schwingung auf eine Mindestzahl von
Schwingungen, z. B. 2 oder 3, prüft und bei deren
Unterschreitung ein Fehlersignal erzeugt, das zur
Inhibierung der Auswertung des zugehörigen Sensorsignales
dient und zwar sowohl bezüglich der Schwellenerzeugung als
auch der Drehrichtungserkennung. Die Auswertungen werden
dann nur für die übrigen Sensoren vorgenommen. Somit ist
eine fehlertolerante Auswertung bezüglich eines defekten
Sensors gegeben.
Es ist bei der fehlertoleranten Vorrichtung auch vorteilhaft
vorgesehen, den defekten Sensor nicht mehr zu aktivieren,
indem das Fehlersignal gespeichert und zur Blockierung des
Aktivierungssignales genutzt ist. Hierdurch wird insbes. im
Falle eines vorliegenden Kurzschlusses Batteriestrom
eingespart. Zur Erhöhung der Sicherheit ist eine
Fehlersignalindikation an dem Fehlerspeicher vorgesehen, so
daß im Rahmen einer Zählerablesung oder Wartung der Defekt
behoben werden kann und so die Redundanz wiederhergestellt
wird.
Eine weitere Maßnahme zur Batteriestromeinsparung ist
dadurch gegeben, daß stets nur drei der vier Sensoren
zyklisch aktiviert sind und deren Signale ausgewertet werden
und nur dann, wenn ein Fehlersignal auftritt, ein defekter
Sensor abgeschaltet ist und der vierte Sensor durch das
Fehlersignal aktiviert ist und sein Signal zur Drehsignal-
und Drehrichtungssignalerzeugung ausgewertet wird. Die
Drehungs- und Drehrichtungsanalyselogik ist derart
ausgestaltet, daß die Signale von je drei der vier Sensoren
logisch kombinatorisch geprüft werden, daß jeweils eine Vor-
oder Rückwärtsdrehung ermittelt wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung ist
dadurch gegeben, daß sie auch bei der Diskriminierung eines
zweiten defekten Sensors eine Drehmeldung und eine
Drehrichtungserkennung vornimmt, wenn diese beiden
funktionierenden Sensoren um 90° gegeneinander versetzt
sind. Eine laufende Anpassung des digitalen Schwellwertes
erfolgt dann nicht mehr; sondern es wird mit dem letzten
gespeicherten Schwellwert weiterhin verglichen. Sind
andernfalls die zwei funktionsfähigen Sensoren einander zur
Rotorachse gegenüberliegend, so wird die Schwellwertbildung
laufend vorgenommen und in der Auswertelogik eine
Drehmeldung ermittelt, wobei jedoch keine
Drehrichtungserkennung erfolgt, was beispielsweise für einen
Durchflußzähler gewöhnlich hilfsweise genügt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung ist
es, daß bei dem Vorliegen von Fehlerdiskriminierungen dreier
Sensoren nur der eine verbleibende Sensor zyklisch aktiviert
und sein Signal ausgewertet wird, wobei der letzte digitale
Vergleichswert genutzt wird. Die Auswertelogik liefert dann
Umdrehungssignale und kein Drehrichtungssignal.
Die Drehmeldungssignale sind vorteilhaft
1/4-Umdrehungssignale, sofern zwei der funktionstüchtigen
Sensoren um 90° versetzt sind. Sind nur zwei
gegenüberliegende Sensoren oder nur noch einer
funktionstüchtig, so wird nur jeweils ein
1/2-Umdrehungssignal abgegeben.
Zur Gewährleistung einer ungestörten Schwingung in den
Sensorschwingkreisen werden die jeweils nicht aktiven Kreise
kurzgeschlossen, so daß keine störenden Koppelschwingungen
und Energieverlagerungen zwischen den Kreisen auftreten
können.
Der mechanische Aufbau der Anordnung ist in verschiedener
Weise vorzunehmen. In einer ersten Ausführungsform sind die
Sensoren stirnseitig einer dünnen Rotorscheibe angeordnet.
Vorteile dieser Form sind deren gute Integrierbarkeit in den
Kunststoffdeckel der Laufkammer eines Wasserzählers und der
maximale Sensoreffekt durch die planparallele Anordnung der
Dämpfungsscheibe und der Sensorspulen zueinander, wodurch
ein relativ großer Spulenabstand zur Rotorscheibe bei guter
Dämpfungswirkung zulässig ist. Weiterhin läßt sich die
Dämpfungsschicht als gleichmäßig dünne Schicht aus leitendem
Material auf die ebene Scheibe leicht auftragen. Diese
Ausführung ist vorteilhaft in Wasserdurchflußzählern
einzusetzen, in denen die Einbringung von Magneten zwecks
Auskoppelung der Drehbewegung wegen der Anlagerung von
Magnetitausscheidungen aus dem Wasser an diesen Magneten
ungünstig und funktionsstörend wäre.
Eine zweite Ausführungsform besteht aus einem zylindrischen
Rotorkörper, der halbschalenförmig mit Modulatormaterial
beschichtet ist, und um den auf einem konzentrischen Kreis
die zylindrischen Sensorspulen angeordnet sind. Vorteilhaft
sind hierbei das geringe Trägheitsmoment des mit kleinem
Durchmeser gestalteten Rotors und die preiswerte
Herstellbarkeit der Zylinderspulen. Das geringe
Trägheitsmoment ist insbes. dann von Vorteil, wenn ein
indirekter, magnetisch gekoppelter, Antrieb des Rotors
vorgesehen ist, wie dies bei Wasserzählern mit angekoppelten
mechanischen Zählwerken üblich ist. Somit können vorhandene
Zählwerksarmaturen benutzt und extern mit einer Rotor- und
Sensorvorrichtung bestückt werden. Die Elektronikvorrichtung
befindet sich dann vorteilhaft außerhalb des
korrosionsfördernden Naßbereiches.
Die elektronische Ansteuerungs- und Auswerteschaltung ist
für alle Ausführungsformen in gleicher Weise einsetzbar. Sie
arbeitet auch mit nicht redundant bestückten
Sensoranordnungen mit drei, zwei oder einem Sensor mit
entsprechend eingeschränkten Ausgangssignalen für die
Umdrehungs- und Drehrichtungssignalisierung. Die gemäß der
jeweiligen eingeschränkten Funktionsweise entstehenden 1/4-
bzw. 1/2-Umdrehungssignale werden in die nachfolgenden
Zähler entsprechend wertgemäß eingespeist.
Die Auswertung der digitalen Vergleichsergebnisse der
Zählerstände mit dem digitalen Schwellwert und der
gespeicherten Fehleranzeigesignale zwecks Erzeugung der
Umdrehungs- und Drehrichtungsmeldesignale sowie die
Ansteuerung der Anregungsimpulse der Sensoren wird
vorteilhaft mittels einer Ablaufsteuerung oder in einem
Mikroprozessor programmgesteuert vorgenommen. Darüber hinaus
werden zweckmäßig die Zählerstände und andere interessierende
Betriebsdaten, z. B. Einsatzbeginn, Zeitpunkt einer
Fehlermeldung, im Mikroprozessorspeicher gehalten und auf ein
Abfragesignal zur Anzeige und/oder Ausgabe gebracht. Wird die
Vorrichtung zur Überwachung oder Steuerung genutzt, so lassen
sich mittels einer Eingabevorrichtung in den Mikroprozessor
Vergleichswerte für eine maximal zulässige Drehzahl oder eine
vorgegebene Umdrehungszahl oder eine unzulässige Drehrichtung
eingeben, mit denen periodisch die entsprechenden Größen
verglichen werden und bei deren Erreichen und/oder
Überschreiten ein entsprechendes Alarm- oder Steuersignal, z. B.
für eine Abschaltung in einer Dosiervorrichtung, ausgegeben
wird.
Die variable Dämpfung der Schwingkreise läßt sich vorteilhaft
maximieren indem eine für die gewählte Frequenz und
Anordnungsgeometrie geeignete Schichtdicke und eine günstige
Leitfähigkeit der Metallschicht ausgewählt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Fig. 1 bis 6
dargestellt.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Umdrehungsdetektors;
Fig. 2 zeigt eine Detailabwandlung zu Fig. 1;
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht einer Sensoranordnung zu
einem zylindrischen Rotor;
Fig. 4 zeigt eine Stirnansicht der Sensoranordnung Fig. 3;
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt V-V einer Sensoranordnung zu
einem schreibenförmigen Rotor;
Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht zu Fig. 5.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des Umdrehungsdetektors.
Die Sensoren bestehen jeweils aus einem Schwingkreis (S1-
S4) mit einer Schwingkreisspule (L1) und einer
Schwingkreiskapazität (C1). Die Erregung der an die
Batteriespannung (UB) angeschlossenen Schwingkreise erfolgt
durch eine zeitgesteuerte Schaltverbindung zur Masse mit
Schaltern (ES1-ES4) durch die Erregungs-Schaltimpulse (E1-
E4). Die Schaltkreissignale (SS1-SS4) sind über einen
Multiplexer (MP) auf einen Analogschwellwertvergleicher (CA)
geführt, dessen digitalisiertes Ausgangssignal als ein
Zählsignal (ZI) auf einen als Summenzähler ausgebildeten
Mittelwertspeicher (CTS), einen Diskriminatorzähler (CT)
und einen Minimumdiskriminator (CM) geführt ist. Der
Analogschwellwertschaltung (CA) ist einerseits das
Multiplexerausgangssignal (MPS) und zum Vergleich ein
Analogschwellwert (SA) zugeführt, der mit einem
Spannungsteiler (VD) aus der Batteriespannung (UB) gewonnen
ist. Alternativ können die Schwingkreise ständig einseitig an
Masse liegen und mit der Batteriespannung erregt werden.
Demgemäß muß die Vergleicherspannung nahe der Nullspannung
liegen.
Der Summenzählerinhalt wird, entsprechend der Anzahl der
summierten Erregungsvorgänge geteilt, mit einem
Transferimpuls (TC) in einen Speicher als Digitalschwellwert
(SD) übernommen. Die Teilung erfolgt unmittelbar bei der
Summierung durch die niedrigstwertigen Summenzählerstellen,
deren Inhalt nicht in den Schwellwertspeicher übertragen
wird. Der Digitalschwellwert ist einem Digitalvergleicher
(CD) einerseits zugeführt, dem andererseits der Zählerstand
des Diskriminatorzählers (CT) zugeführt ist und dessen
Ausgangssignal jeweils mit einem, dem vorher erregten
Schwingkreis (S1-S4) entsprechenden, der
Übertragungsimpulse (TD1) in ein zugehöriges
Zwischenspeicherelement (A-D) eingespeichert und zur
weiteren Auswertung bereitgestellt wird.
Der Minimumdiskriminator (CM) ist ein auf das vorgegebene
Minimum voreingestellter, selbstsperrender Zähler, dessen
Ausgangssignal als Freigabesignal mit einem der
Übernahmeimpulse (TF), der jeweils dem vorher erregten
Schwingkreis (S1-S4) zugeordnet ist, in ein entsprechendes
Speicherelement (I-L) übernommen wird. Jeweils wenn eine
zyklische Abfrage aller Sensoren (S1-S4) beendet ist,
erfolgt eine Übernahme der zwischengespeicherten
Diskriminatorwerte aus dem zugehörigen
Zwischenspeicherelement (A-D) in ein jeweils zugehöriges
weiteres Speicherelement (E-H) mit einem
Übernahmesteuerimpuls (TD).
Die so gewonnenen Diskriminatorausgangssignale (E-H) und
die Freigabesignale (I-L) sind einer
Vor-Rückwärtsauswertelogik (VRL) zugeführt, die bei einer
Veränderung der Eingangssignale diese entsprechend einen
Vorwärtszählimpuls (V), einen Rückwärtszählimpls (R) oder
einen Halbumdrehungsimpuls (U2) an einen Vor-Rückwärtszähler
(VRZ) abgibt, dessen Inhalt auf einer Anzeigevorrichtung (DP)
ausgegeben wird.
Die gesamte Steuerung der Vorrichtung erfolgt über eine
Ablaufsteuervorrichtung (CKT), die vorzugsweise aus einem
programmgesteuerten Mikroprozessor besteht. Die
Vor-Rückwärtserkennungslogik (VRL) mit der Freigabe- oder
Fehlersignalauswertelogik ist Teil des Programmablaufes und
vorzugsweise als Tabellenlogik ausgebildet. Der zeitliche
Steuerungsablauf wird durch eine Taktgeberschaltung (CL)
bestimmt, aus deren Takt sowohl die Erregungszeit und somit
die Schließzeiten der Erregungsschalter (ES1-ES4) durch die
Erregungssteuerimpulse (E1-E4) gewonnen wird als auch
deren zeitlicher Abstand bestimmt wird.
Parallel zu den Schwingkreisen (S1-S4) sind
Kurzschlußschalter (SK1) vorgesehen, die durch die
Steuerimpulse (K1-K4) stets kurzgeschlossen gehalten sind,
außer wenn der zugehörige Schwingkreis (S1-S4) gerade über
einen Erregungssteuerimpuls (E1-E4) angeregt wird und
angeregt worden ist, solange bis ein anderer Schwingkreis
(S1-S4) erregt wird.
Die Ablaufsteuerung (CKT) steuert weiterhin die
Diskriminatorvorrichtung (DI) im zeitlichen Ablauf der
Verknüpfungen der Signale. Das binär kodierte
Multiplexersteuersignal (MC) verbindet, entschlüsselt, den
Multiplexer (MP) jeweils mit dem erregten Schwingkreis (S1-
S4). Das Schwellwertübernahmesignal (TC) übernimmt jeweils
nach einer Summenbildung und, wenn die zugehörigen
Freigabesignale (I-L) vorliegen, die Übernahme des neuen
digitalen Schwellwertes in den Schwellwertspeicher (SD). Die
Zähler (CTS, CT, CM) werden jeweils über ein geeignetes
Rücksetzsignal (RS) vor deren Zählbeginn zurückgesetzt. Wenn
nach einer Erregung der Zählvorgang sicher abgeschlossen ist,
werden die dem vorher jeweils erregten Schwingkreis (S1-
S4) zugeordneten Übertragungssignale (TD1, TF) erzeugt und
damit die Zwischenspeicherung oder Speicherung der
Schwellwertvergleicher-Ausgangssignale und der
Freigabesignale bewirkt.
Die Erregungsschalter (ES1-ES4) sind vorteilhaft niederohmige
MOS-Transistoren, die mit einer Begrenzerdiode für die
Kappung des, nach dem Abschalten auftretenden Überschwingens
der Amplitude über die anderseitige Schalterspannung, zu
dieser gebrückt sind.
Die Kurzschlußschalter sind MOS-Transistoren, die eine
ausreichende Dämpfung der Schwingkreise erbringen, so daß
keine Schwingungen auftreten.
Soweit ein ausreichend schneller Mikroprozessor vorgesehen
ist, läßt sich auch der digitale Teil der
Diskriminatorvorrichtung (DI) und auch der
Vor-Rückwärtszähler (VKZ) programmgesteuert in diesem
realisieren, wobei dessen Speicher die Zählerstände und die
Speicherelemente aufnimmt. Liegt für einen der Schwingkreise
kein Freigabesignal (I-L) vor, so wird dementsprechend
eine Fehleranzeige auf einer Fehleranzeigevorrichtung (DF)
von der Steuervorrichtung (CKT) ausgegeben. Die
Mehrfachleitungsbündel sind mit Querstrichen und kleinen
Ziffern bezeichnet, die deren Adernzahl angibt, und deren
Abzweigungen sind mit Querstrichen bezeichnet.
Fig. 2 zeigt eine alternative Detailschaltung, die der
Erzeugung eines amplitudenabhängigen Analogschwellwertes
(SA ') dient. Das Multiplexerausgangssignal (MPS) wird jeweils
über eine Gleichrichterschaltung (D1) einer Speicherschaltung
(SP) zugeführt, die dadurch auf die Maximalamplitude
aufgeladen wird. Diese wird vorzugsweise über einen
Verstärker (V1) dem Spannungsteiler (R1, R2) zugeführt,
dessen Ausgangssignal (SA′) dem Analogschwellwertvergleicher
(CA) als Schwellwert zugeführt ist. Bei jeder neuen
Erregungssteuerung wird durch einen Löschimpuls (EC) die
Speicherschaltung (SP) mit einem Umschalter (ES) entladen.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht einer ersten bevorzugten
Sensoranordnung, und Fig. 4 zeigt eine Stirnansicht
derselben. Die Sensoren (1-4) sind längliche
Zylinderspulen mit Ferritkernen (F1-F4). Sie sind
achsparallel um einen länglichen zylindrischen Rotor (R1) eng
benachbart zu diesem angeordnet, der zwei verschiedene
Halb-Mantelflächen als dämpfungsbeeinflussende Rotorbereiche
(RBA, RBB) hat. Die Sensoren (1-4) sind in einer
gestrichelt dargestellten Halterung (H1) befestigt. Endseitig
trägt die Rotorachse eine Magnetkoppelscheibe (MR2), die
magnetisch mit einer koaxialen, stirnseitig dazu liegenden
weiteren Magnetkoppelscheibe (MR1) drehfest gekoppelt ist,
die mit einem Rotor in einem Wassermesser (WM) verbunden ist
und innerhalb von dessen Gehäuse (G1) angeordnet ist, durch
das das Koppelmagnetfeld hindurchgreift.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt V-V einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform des Rotors (R2) mit vier achsparallel dazu,
stirnseitig dicht benachbart zu ihm angeordneten Sensoren
(1′-4′), wie Fig. 6 in der Seitenansicht zeigt. Diese
Sensoren sind relativ flach aufgebaut, und sie sind mit
Ferritkernen (F1′-F4′) bestückte zylindrische oder
scheibenförmige Spulen, die einen großen Flächenbereich des
Rotors abdecken. Die Spulen sind auf einer Montageplatte (H2)
befestigt oder unmittelbar auf dieser durch Ätzung einer
Kupferkaschierung erzeugt. Der Rotor (R2) ist stirnseitig
halbkreisförmig mit Dämpfungsmaterial beschichtet, so daß die
Rotorbereiche (RBA′, RBB′) dort gebildet sind. Deren
Dämpfungsschicht ist aus leitendem Material von wenigen
Mikrometern Dicke aufgebracht. Da der Abstand des
Modulatorbereiches ein geringer Bruchteil der
Sensorspulenabmessungen ist, beträgt die Dämpfungsänderung
zwischen den beiden extremen Rotorstellungen bis zu 50%.
Um eine möglichst hohe, digital gut diskriminierbare
Schwingungszahl des Sensorschwingkreises zu erreichen, wird
die Spule mit einer möglichst geringen Dämpfung ausgelegt, so
daß bei einer Amplitudenschwelle von 1/e-1/10 der
Anfangsamplitude etwa 16-64 Schwingungen gezählt werden. Ein
praktischer Wert der Sensorinduktivität ist 1 mHv und der der
Schwingkreiskapazität 100 pF. Eine Erregungszeit von
vorzugsweise 100 n sec, die einen Bruchteil der
Halbwellenzeit beträgt, führt bei einem typischen
Ladeschalterinnenwiderstand von 100 Ohm zu einer derartigen
Schwingkreisaufladung, daß nur ein entsprechend kleiner
Bruchteil der Energie bei der Überschreitung der
Versorgungsspannung durch die erste Halbschwingung mittels
einer Abfangdiode rückgespeist oder vernichtet wird, da die
Ladezeitkonstante des Kondensators viel kürzer ist als die
Ladezeit und da die Stromaufnahme der Induktivität während
der kurzen Ladezeit relativ gering ist. Die Toleranzen des
Schalterwiderstandes, der Kapazität und der Induktivität
werden durch diese Kappung der Anfangsamplitude weitgehend
abgefangen, und bei der Spannungsbegrenzung wird nur wenig
Energie in der Abfangschaltung verbraucht.
Die aufeinanderfolgende Erregung der symmetrisch angeordneten
Sensoren (1, 3; 2, 4) erfolgt beispielsweise mit 128
Mikrosekunden Abstand, so daß sich der Rotor um nur 2°
weitergedreht hat, wenn eine übliche Maximaldrehzahl von 40
U/sec vorliegt, so daß der Asymmetriefehler nur äußerst
gering ist, wenn die durch die Erregungsfolge erzeugten
Schwingungen summiert werden. Die Folgefrequenz der
einmaligen Erregung aller Sensoren beträgt beispielsweise
256 Hz, so daß bei der genannten Maximalumdrehungszahl eine
hohe Auflösung erreicht wird. Da in der Folge von 256 Hz auch
die Schwellwerte neu gebildet werden, sind langsamere
Änderungen von äußeren Magnetfeldern nicht störend.
Claims (24)
1. Umdrehungsdetektor mit einem Rotor (R1, R2), der
Rotorwinkelbereiche (RBA, RBB; RBA′, RBB′) unterschiedlicher
elektromagnetischer Eigenschaften aufweist, und mit mehreren
winkelversetzt angeordneten Sensoren (1, 2, 3, 4; 1′-4′),
die jeweils einen Schwingkreis (S1-S4) enthalten, der
jeweils durch die verschiedenen Rotorbereiche (RBA, RBB) so
beeinflußt ist, daß er jeweils bei einer impulsartigen
Erregung mit einer beeinflussungsgemäß unterschiedlichen
Amplitude und/oder Frequenz schwingt, und wobei diese
Schwingkreissignale (SS1-SS4) einer
Diskriminatorschaltung (DI) zugeführt sind, die jeweils ein
Über- oder Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes
(SA, SD) der Amplitude oder der Frequenz des
Schwingkreissignales eines Schwingkreises (S1) als ein
Diskriminatorausgangssignal (A) meldet, das einer
Drehrichtungserkennungslogik (VRL) zusammen mit den
gleichzeitigen Diskriminatorausgangssignalen (B, C, D) der
(des) anderen Schwingkreise (Schwingkreises) (S2, S3, S4)
zugeführt ist, so daß die Drehrichtungserkennungslogik (VRL)
daraus Drehsignale (V, R) bildet, die einem Vor-
Rückwärtszähler (VRZ) zugeführt sind,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der Sensoren (1-
4) so bezüglich der unterschiedlichen Rotorwinkelbereiche
(RBA, RBB) angeordnet sind, daß deren Beeinflussung durch
die Rotorwinkelbereiche (RBA, RBB) in jeder Rotorstellung
komplementär ist, so daß ein aus deren Schwingkreissignalen
(SS1-SS4) in einem Mittelwertspeicher (CTS) gebildeter
Mittelwert (CTS) nahezu rotorstellungsunabhängig ist, und
daß proportional zu diesem Mittelwert der Schwellwert (SD)
jeweils vorgegeben ist.
2. Umdrehungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Diskriminatorschaltung (DI) einen
analogen Amplitudendiskriminator (CA) aufweist, der jeweils
einen Zählimpuls (ZI) abgibt, wenn das Schwingkreissignal
(SS1) einen vorgegebenen Analogschwellwert (SA, SA′)
überschreitet, und einen digitalen Diskriminator (CT, CD)
enthält, der jeweils diejenigen Zählimpulse (ZI)
akkumuliert, die nach einer einmaligen Schwingkreiserregung
entstehen, und das so gewonnene Zählergebnis jeweils mit dem
digital vorgegebenen Schwellwert (SD) vergleicht und
vergleichsabhängig das Diskriminatorausgangssignal (A, B, C,
D) abgibt.
3. Umdrehungsdetektor nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß jeweils die den Rotorbereichen (RBA,
RBB) komplementär zugeordneten Sensoren (1, 3; 2, 4)
gleichzeitig oder aufeinanderfolgend erregt sind und die
demzufolge entstehenden Zählimpulse (ZI) jeweils dem
Mittelwertspeicher (CTS), der als Summenzähler ausgebildet
ist, zugeführt sind und ein auf die Anzahl dieser
komplementär zugeordneten Sensoren (1, 3; 2, 4) bezogener
Bruchteil des jeweiligen Summenzählerendstandes als der
digitale Schwellwert (SD) vorgegeben ist.
4. Umdrehungsdetektor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Analogschwellwert (SA, SA′) als ein
Bruchteil einer Erregungsspannung (UB) bei der
Schwingkreiserregung oder einer jeweils gespeicherten
Maximalamplitude der Schwingkreisamplitude vorgegeben ist.
5. Umdrehungsdetektor nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der den Analogschwellwert (SA, SA′)
bestimmende Bruchteil 1/e bis 1/10 beträgt.
6. Umdrehungsdetektor nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen
Rotorwinkelbereiche (RBA, RBB) zur Rotorachse symmetrisch
gestaltet und komplementär ausgebildet sind und die den
komplementären Rotorwinkelbereichen (RBA, RBB) zugeordneten
Sensoren (1, 3; 2, 4) symmetrisch zur Rotorachse angeordnet
sind.
7. Umdrehungsdetektor nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß sich die unterschiedlichen Rotorbereiche
(RBA, RBB; RBA′, RBB′) jeweils über 180° des Rotors (R1, R2)
mantelseitig und/oder stirnseitig erstrecken.
8. Umdrehungsdetektor nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei der Sensoren (1, 2, 3, 4)
unsymmetrisch, z. B. um 90°, versetzt bezüglich der
Rotorachse angeordnet sind und zu mindestens einem von
diesen ein weiterer Sensor (3, 4, 1, 2) bezüglich der
Rotorachse symmetrisch gelegen ist.
9. Umdrehungsdetektor nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß zu sämtlichen digitalen
Schwellwertvergleichen der gleiche, aus nur einem
Summenzählerstand gebildete, digitale Schwellwert (SD) dem
digitalen Diskriminator (CD) zugeführt ist.
10. Umdrehungsdetektor nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß jeweils zu den digitalen
Schwellwertvergleichen der Signale der symmetrisch
gelegenen Sensoren (1, 3; 2, 4) jeweils der aus deren
Signalen gewonnene digitale Schwellwert (SD) dem digitalen
Diskriminator (CD) zugeführt ist.
11. Umdrehungsdetektor nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingkreise
(S1-S4) über einen Multiplexer (MP) jeweils in einer
gemäß ihrer Erregung zeitlichen Folge, mit nur einer
Diskriminatorschaltung (DI) verbunden sind, deren
Diskriminatorausgangssignal (A, B, C, D) entsprechend
multiplexiert jeweils zugeordnet gespeichert der
Drehrichtungserkennungslogik (VRL) zugeführt ist.
12. Umdrehungsdetektor nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Diskriminatorschaltung (DI) einen
Mindestschwellwertvergleicher (CM) enthält, dessen
Ausgangssignal nur bei einer Überschreitung eines
vorgegebenen Mindestschwellwertes ein Freigabesignal (I, J,
K, L) des zugehörigen Schwingkreissignales für den digitalen
Schwellwertvergleich und/oder für die digitale
Schwellwertbildung ist.
13. Umdrehungsdetektor nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Mindestschwellwertvergleicher (CM)
dem Multiplexer (MP) und/oder dem Amplitudendiskriminator
(CA) nachgeschaltet ist und sein Freigabesignal (I, J, K, L)
entsprechend gemultiplext jeweils zugeordnet gespeichert der
Drehrichtungserkennungslogik (VRL) zugeführt ist.
14. Umdrehungsdetektor nach einem der Ansprüche 12 oder
13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Drehrichtungserkennungslogik (VRL) jeweils die
Diskriminatorausgangssignale (A, B, C, D; E, F, G, H)
zusammen mit den zugehörigen Freigabesignalen (I, J, K, L)
derart auswertet, daß dann, wenn von zwei gegeneinander
winkelversetzten Sensorpaaren (1, 3; 2, 4) mit jeweils
symmetrisch zur Rotorachse angeordneten Sensoren
(1, 3; 2, 4) mindestens drei Freigabesignale vorliegen,
sowie wenn von zweien der nicht symmetrisch angeordneten
Sensoren (1, 2; 2, 3; 3, 4; 4, 1) die zugehörigen
Freigabesignale (I, J; I, K; K, L; L, I) vorliegen, einer
jeweils auftretenden Diskriminatorausgangssignalfolge gemäß,
die Drehsignale (V, R) dem Vor-Rückwärtszähler (VRZ)
zugeführt sind und dann, wenn nur die beiden Freigabesignale
(I, K; J, L) für eines der Sensorpaare vorliegen, jeweils
ein Viertel-Umdrehungssignal (V) pro signalisierter
Viertelumdrehung dem Vor-Rückwärtszähler (VRZ) zugeführt ist
und dann, wenn nur eines der Freigabesignale (I, J, K, L)
vorliegt, ein Halb-Umdrehungssignal (U2) pro signalisierter
Halbumdrehung stellengerecht dem Vor-Rückwärtszähler (VRZ)
zugeführt ist.
15. Umdrehungsdetektor nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Zahl der
Freigabesignale (I, J, K, L) geringer als die Zahl der
Sensoren (1, 2, 3, 4) ist, ein Fehlerindikator (DF) gesetzt
ist.
16. Umdrehungsdetektor nach einem der Ansprüche 14 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung der Schwingkreise
(S1-S4) jeweils mittels eines zeitlich vorgegebenen
Erregungssteuerimpulses erfolgt, dessen Dauer so bemessen
ist, daß die erste Schwingungsamplitude etwa der
Erregungsspannung (UB) entspricht und die Erregungen der
symmetrisch gelegenen und dann der weiteren Sensoren in
periodischer Folge jeweils nach dem Abklingen der vorher
erregten Schwingung erfolgt und diese Folge jeweils etwas
mehr als doppelt so schnell ist wie eine schnellste zu
detektierende Rotorumdrehung.
17. Umdrehungsdetektor nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Erregungssteuerimpulse (E1-E4)
jeweils nur denjenigen Schwingkreisen (S1-S4) zugeführt
sind, von denen ein zugeordnetes Freigabesignal (I, J, K, L)
vorliegt.
18. Umdrehungsdetektor nach Anspruch 16 oder 17, dadurch
gekennzeichnet, daß jeweils alle diejenigen Schwingkreise
(S1-S4), denen kein Erregungssteuerimpuls (E1-E4)
zugeführt ist, durch einen kurzgeschlossen gesteuerten
Parallelschalter (K1-K4) gebrückt sind.
19. Umdrehungsdetektor nach einem der Ansprüche 12 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die Erregungssteuerung (E1-
E4) der Multiplexer (MP), die Speicherung der
Diskriminatorausgangssignale (A, B, C, D), die Speicherung
der Freigabesignale (I, J, K, L), die Vor-
Rückwärtssignalerzeugung (V, R), die
Umdrehungssignalerzeugung (V, R, U2), die
Summenzählersteuerung (TV) und gegebenenfalls die
Parallelschaltersteuerung (K1-K4) durch eine
Ablaufsteuerung oder einen dementsprechend
programmgesteuerten Mikroprozessor (CKT) abhängig von einem
Zeitgebersignal (CL) erfolgt.
20. Umdrehungsdetektor nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingkreise
(S1-S4) Schwingkreisspulen (L1) enthalten, die je einen
Ferritstabkern (F1) enthalten, der achsparallel zu dem Rotor
(R1) angeordnet ist, der zylindrisch ausgebildet ist und
mantelseitig die Rotorabschnitte (RBA, RBB) mit
unterschiedlichem Dämpfungsmaterial trägt.
21. Umdrehungsdetektor nach Anspruch 20, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rotor (R1) über ein
Magnetkoppelglied (MR1, MR2) mit einem Meßobjekt (WM) z. B.
einem Wasserrad, durch eine Gehäusewandung (G1) drehfest
verbunden ist.
22. Umdrehungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingkreise (S1-S4)
jeweils Schwingkreisspulen (1′-4′) aufweisen, die je
einen Ferritkern (F1′-F4′) enthalten, der stirnseitig eines
scheibenförmigen Rotors (R2) achsparallel zu diesem
angeordnet ist, der stirnseitig die Rotorabschnitte (RBA′,
RBB′) mit unterschiedlichem Dämpfungsmaterial trägt.
23. Umdrehungsdetektor nach Anspruch 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwingkreisspulen (1′-4′)
jeweils benachbarter Sensoren so ausgebildet sind, daß deren
beeinflußbare Bereiche aneinander anschließen.
24. Umdrehungsdetektor nach Anspruch 20, dadurch
gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmaterial aus einer
Metallbeschichtung besteht, die in ihrer Materialwahl und
Schichtdicke an eine maximale elektrische Kreisbedämpfung
der erregten Schwingkreise (S1-S4) angepaßt ist.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3923398A DE3923398C1 (de) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | |
AT90113623T ATE88574T1 (de) | 1989-07-14 | 1990-07-16 | Umdrehungsdetektor. |
EP90113623A EP0408084B1 (de) | 1989-07-14 | 1990-07-16 | Umdrehungsdetektor |
DK90113623.4T DK0408084T3 (da) | 1989-07-14 | 1990-07-16 | Omdrejningsdetektor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3923398A DE3923398C1 (de) | 1989-07-14 | 1989-07-14 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3923398C1 true DE3923398C1 (de) | 1991-01-03 |
Family
ID=6385085
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3923398A Expired - Lifetime DE3923398C1 (de) | 1989-07-14 | 1989-07-14 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0408084B1 (de) |
AT (1) | ATE88574T1 (de) |
DE (1) | DE3923398C1 (de) |
DK (1) | DK0408084T3 (de) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4137695A1 (de) * | 1991-11-15 | 1993-05-19 | Texas Instruments Deutschland | Sensoranordnung zur feststellung des bewegungszustandes eines rotors |
DE4301966C1 (de) * | 1993-01-26 | 1994-03-31 | Techem Gmbh | Umdrehungsdetektor, insbesondere für ein Volumenmeßteil |
DE19725806A1 (de) * | 1997-06-18 | 1999-01-28 | Texas Instruments Deutschland | Umdrehungsdetektor |
DE19738841A1 (de) * | 1997-09-05 | 1999-03-11 | Hella Kg Hueck & Co | Induktiver Winkelsensor |
DE19745236A1 (de) * | 1997-10-13 | 1999-05-06 | Texas Instruments Deutschland | Detektor zur Bestimmung der Drehgeschwindigkeit und Drehrichtung |
WO2002012836A1 (en) * | 2000-08-09 | 2002-02-14 | Elster Messtechnik Gmbh | A device and a method for non-contacting sensing of the rotational state of a rotor |
DE10159110A1 (de) * | 2001-12-01 | 2003-06-12 | Hella Kg Hueck & Co | Induktiver Winkel- oder Positionssensor für ein Kraftfahrzeug |
EP1391735A1 (de) | 2002-08-22 | 2004-02-25 | Techem Development GmbH | Auswerteschaltung für Schwingkreissensoren |
EP2108963A2 (de) | 2008-04-09 | 2009-10-14 | Prof. Dr. Horst Ziegler und Partner GbR | Anordnung zum Erfassen einer Drehung eines Drehelements |
WO2011088880A1 (de) | 2010-01-21 | 2011-07-28 | Sensus Spectrum Llc | Verfahren zum detektieren der rotation und drehrichtung eines rotors |
EP2381223A1 (de) | 2010-04-26 | 2011-10-26 | Prof. Dr. Horst Ziegler und Partner GbR | Technik zur Erfassung einer Drehbewegung |
CN107747984A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-03-02 | 深圳友讯达科技股份有限公司 | 参考电压修正方法及装置 |
CN110260892A (zh) * | 2018-03-12 | 2019-09-20 | 巴鲁夫有限责任公司 | 电感式传感器和用于运行电感式传感器的方法 |
EP3663726A1 (de) * | 2018-09-28 | 2020-06-10 | Robert Bosch GmbH | Vorrichtung und verfahren zur volumenstrommessung eines strömenden mediums |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4446918A1 (de) * | 1994-12-28 | 1996-07-04 | Spanner Pollux Gmbh | Induktiver Sensor zum Messen der Drehzahl oder Drehrichtung einer Welle |
DE19619197A1 (de) * | 1996-05-11 | 1997-11-13 | Schlafhorst & Co W | Vorrichtung zum Erfassen von Winkelpositionen und/oder von Winkelgeschwindigkeiten |
US10162038B2 (en) | 2014-07-09 | 2018-12-25 | Stmicroelectronics S.R.L. | Method of interfacing a LC sensor and related system |
US10168443B2 (en) | 2014-11-17 | 2019-01-01 | Stmicroelectronics S.R.L. | System for interfacing an LC sensor, related method and computer program product |
FR3040483B1 (fr) | 2015-08-27 | 2017-08-18 | Sagemcom Energy & Telecom Sas | Dispositif de comptage de tours d'une roue au moyen d'une bobine et compteur equipe de ce dispositif de comptage |
FR3047066B1 (fr) * | 2016-01-25 | 2018-02-16 | Sagemcom Energy & Telecom Sas | Procede de comptage de tours d'une roue |
US11796577B2 (en) | 2020-09-09 | 2023-10-24 | Ningbo Aura Semiconductor Co., Limited | Making determination of inductance-change immune to changes in environmental conditions |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3213602A1 (de) * | 1982-04-13 | 1983-10-20 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Elektronisches geraet |
DE3611862A1 (de) * | 1986-04-09 | 1987-10-15 | Steudler Gmbh & Co Kg A | Induktiver naeherungssensor |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1233643B (de) * | 1965-02-26 | 1967-02-02 | Licentia Gmbh | Drehzahlmessgenerator fuer drehrichtungsabhaengige Anzeige |
US4331917A (en) * | 1979-12-13 | 1982-05-25 | Caterpillar Tractor Co. | Speed and direction sensing circuit |
JPH0124264B2 (de) * | 1980-02-04 | 1989-05-10 | Caterpillar Inc |
-
1989
- 1989-07-14 DE DE3923398A patent/DE3923398C1/de not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-07-16 DK DK90113623.4T patent/DK0408084T3/da active
- 1990-07-16 AT AT90113623T patent/ATE88574T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-07-16 EP EP90113623A patent/EP0408084B1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3213602A1 (de) * | 1982-04-13 | 1983-10-20 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Elektronisches geraet |
DE3611862A1 (de) * | 1986-04-09 | 1987-10-15 | Steudler Gmbh & Co Kg A | Induktiver naeherungssensor |
Cited By (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4137695A1 (de) * | 1991-11-15 | 1993-05-19 | Texas Instruments Deutschland | Sensoranordnung zur feststellung des bewegungszustandes eines rotors |
DE4301966C1 (de) * | 1993-01-26 | 1994-03-31 | Techem Gmbh | Umdrehungsdetektor, insbesondere für ein Volumenmeßteil |
EP0608494A2 (de) * | 1993-01-26 | 1994-08-03 | Techem Ag | Umdrehungsdetektor, insbesondere für ein Volumenmessteil |
EP0608494A3 (de) * | 1993-01-26 | 1995-09-20 | Techem Ag | Umdrehungsdetektor, insbesondere für ein Volumenmessteil. |
DE19725806A1 (de) * | 1997-06-18 | 1999-01-28 | Texas Instruments Deutschland | Umdrehungsdetektor |
DE19725806C2 (de) * | 1997-06-18 | 2000-09-28 | Texas Instruments Deutschland | Umdrehungsdetektor |
DE19738841A1 (de) * | 1997-09-05 | 1999-03-11 | Hella Kg Hueck & Co | Induktiver Winkelsensor |
US6255810B1 (en) | 1997-09-05 | 2001-07-03 | Hella Kg Hueck & Co. | Inductive angle sensor having coupled oscillators with similar inductive response |
DE19745236A1 (de) * | 1997-10-13 | 1999-05-06 | Texas Instruments Deutschland | Detektor zur Bestimmung der Drehgeschwindigkeit und Drehrichtung |
DE19745236C2 (de) * | 1997-10-13 | 2000-12-21 | Texas Instruments Deutschland | Detektor zur Bestimmung der Drehgeschwindigkeit und Drehrichtung |
US6850054B2 (en) | 2000-08-09 | 2005-02-01 | Elster Messtechnik Gmbh | Device and a method for non-contacting sensing of the rotational state of a rotor |
WO2002012836A1 (en) * | 2000-08-09 | 2002-02-14 | Elster Messtechnik Gmbh | A device and a method for non-contacting sensing of the rotational state of a rotor |
DE10159110A1 (de) * | 2001-12-01 | 2003-06-12 | Hella Kg Hueck & Co | Induktiver Winkel- oder Positionssensor für ein Kraftfahrzeug |
EP1391735A1 (de) | 2002-08-22 | 2004-02-25 | Techem Development GmbH | Auswerteschaltung für Schwingkreissensoren |
DE10238405A1 (de) * | 2002-08-22 | 2004-03-11 | Techem Development Gmbh | Auswerteschaltung für Schwingkreissensoren |
DE10238405B4 (de) * | 2002-08-22 | 2005-12-22 | Techem Development Gmbh | Auswerteschaltung für Schwingkreissensoren |
EP2108963A2 (de) | 2008-04-09 | 2009-10-14 | Prof. Dr. Horst Ziegler und Partner GbR | Anordnung zum Erfassen einer Drehung eines Drehelements |
DE102008018099A1 (de) | 2008-04-09 | 2009-11-05 | Prof. Dr. Horst Ziegler und Partner GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Prof. Dr. Horst Ziegler 33100 Paderborn) | Anordnung zum Erfassen einer Drehung eines Drehelements |
DE102010005231A1 (de) | 2010-01-21 | 2011-07-28 | M & FC Holding LLC, N.C. | Verfahren zum Detektieren der Rotationen eines Rotors |
WO2011088880A1 (de) | 2010-01-21 | 2011-07-28 | Sensus Spectrum Llc | Verfahren zum detektieren der rotation und drehrichtung eines rotors |
US8788231B2 (en) | 2010-01-21 | 2014-07-22 | Sensus Spectrum Llc | Method for detecting the rotation and direction of rotation of a rotor |
EP2381223A1 (de) | 2010-04-26 | 2011-10-26 | Prof. Dr. Horst Ziegler und Partner GbR | Technik zur Erfassung einer Drehbewegung |
DE102010018271A1 (de) | 2010-04-26 | 2011-10-27 | Prof. Dr. Horst Ziegler & Partner Gbr | Technik zur Erfassung einer Drehbewegung |
EP2383545A1 (de) | 2010-04-26 | 2011-11-02 | Prof. Dr. Horst Ziegler und Partner GbR | Technik zur Erfassung einer Drehbewegung |
DE102010018271B4 (de) * | 2010-04-26 | 2012-12-20 | Prof. Dr. Horst Ziegler & Partner GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Dipl.-Ing. F. W. Ziegler, 70499 Stuttgart) | Technik zur Erfassung einer Drehbewegung |
CN107747984A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-03-02 | 深圳友讯达科技股份有限公司 | 参考电压修正方法及装置 |
CN107747984B (zh) * | 2017-10-27 | 2019-11-19 | 深圳友讯达科技股份有限公司 | 参考电压修正方法及装置 |
CN110260892A (zh) * | 2018-03-12 | 2019-09-20 | 巴鲁夫有限责任公司 | 电感式传感器和用于运行电感式传感器的方法 |
EP3663726A1 (de) * | 2018-09-28 | 2020-06-10 | Robert Bosch GmbH | Vorrichtung und verfahren zur volumenstrommessung eines strömenden mediums |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE88574T1 (de) | 1993-05-15 |
EP0408084B1 (de) | 1993-04-21 |
EP0408084A1 (de) | 1991-01-16 |
DK0408084T3 (da) | 1993-05-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3923398C1 (de) | ||
DE2350989C2 (de) | ||
DE3119759A1 (de) | Industrielle verfahrensregel- bzw. -messvorrichtung und verfahren zur erzeugung eines signals an einer zentralen steuerstation | |
DE2644646C2 (de) | Vorrichtung zur Erkennung eines oder mehrerer fehlender Impulse in einer sonst regelmäßigen Impulsfolge | |
DE102010005231A1 (de) | Verfahren zum Detektieren der Rotationen eines Rotors | |
DE19725806C2 (de) | Umdrehungsdetektor | |
EP0110483B1 (de) | System zum Aufzeichnen und/oder Auswerten von zwei Markiersignalen | |
DE3519215C2 (de) | ||
EP1510787B2 (de) | Verfahren und Winkelgeber zur Messung der absoluten Winkelposition | |
DE3611862A1 (de) | Induktiver naeherungssensor | |
DE4137695C2 (de) | Sensoranordnung zur Feststellung des Bewegungszustandes eines Rotors | |
EP0608494B1 (de) | Umdrehungsdetektor, insbesondere für ein Volumenmessteil | |
DE19538163C1 (de) | Vorrichtung zur Drehzahl- und Drehrichtungserkennung mittels magnetfeldabhängiger Widerstandselemente | |
DE19745236C2 (de) | Detektor zur Bestimmung der Drehgeschwindigkeit und Drehrichtung | |
DE3804786C2 (de) | ||
DE1801421A1 (de) | Tachometer | |
EP0898368B1 (de) | Sensoreinrichtung | |
EP0370174A1 (de) | Induktiver Umdrehungssensor für Flügelrad-Durchflussmesser | |
DE68912542T2 (de) | Impulsgenerator mit einem auf dem Rotor eines Motors vorgesehenen Muster. | |
DE2853813A1 (de) | Impulsgabe-einrichtung fuer einen elektrizitaetszaehler | |
DE3536019C2 (de) | ||
EP1550845B2 (de) | Positionsdetektor | |
DE3608807A1 (de) | Stellungsgeber und dessen verwendung | |
DE19522722C2 (de) | Einrichtung zum Erfassen einer Drehbewegung | |
DE4042162A1 (de) | Magnetfelddetektor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of patent without earlier publication of application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition |