DE4120861C2 - Stellweg-Meßeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stellweg-Meßeinrichtung mit einem ersten Kurzschlußringsensor, der auf einem Kern eines Magnetkreises einen beweglichen Kurzschluß­ ring und eine Meßspule aufweist, mit einem Referenzsen­ sor, der auf einem Kern eines Referenzmagnetkreises einen ortsfesten Referenzkurzschlußring und eine Refe­ renzspule aufweist, wobei der Kurzschlußringsensor und der Referenzsensor in einer Baueinheit angeordnet und im wesentlichen den gleichen Umgebungseinflüssen ausge­ setzt sind, und mit einer Verarbeitungseinrichtung, die mit der Meßspule und mit der Referenzspule verbunden ist und ein Verhältnis zwischen ihren Induktivitäten ermittelt.

Eine derartige Stellweg-Meßeinrichtung ist aus Sensors and Actuators 3 (1982/83) 315-326 "Shading-Ring Sen­ sors as Versatile Position and Angle Sensors in Motor Vehicles" bekannt. Mit einer darartigen Stellweg-Meßein­ richtung läßt sich beispielsweise der Drehwinkel einer Welle oder die Position eines linear bewegten Betäti­ gungselements ermitteln. Hierbei wird die Tatsache aus­ genutzt, daß sich der magnetische Fluß im Kern des magne­ tischen Kreises nur in dem Bereich zwischen Kurz­ schlußring und Spule schließen kann. Der magnetische Widerstand und damit die Induktivität der Spule sind damit Funktionen des Ortes, an dem sich der Kurzschluß­ ring befindet. Diese Induktivität ist jedoch infolge unvermeidlichen Temperaturdriftens des Kernmaterials und der ohmschen Widerstände von Spule und Kurzschluß­ ring stark von Einflüssen der Umgebung abhängig, so daß die Ermittlung des absoluten Betrages der Induktivi­ tät der Meßspule nur in seltenen Fällen zu einem ausrei­ chend genauen Meßergebnis führt. Man hat daher im bekann­ ten Fall eine ratiometrische Auswertung vorgeschlagen, bei der zwei Magnetkreise verwendet werden. Von den beiden Magnetkreisen dient der eine mit ortsfestem Kurzschlußring als Referenzkreis, der andere mit beweg­ lichem Kurzschlußring als Geber.

Aufgrund der beiden Magnetkreise, die jeweils den Kern, die Spule und den Kurzschlußring aufweisen, erhält die Stellweg-Meßeinrichtung allerdings eine beträchtliche Größe, die auch nicht wesentlich vermindert werden kann. Im Fahrzeug- oder Flugzeugbau steht aber in der Regel nur ein begrenzter Platz zur Verfügung. Besonders kri­ tisch wird die Angelegenheit dann, wenn mehrere Stell­ weg-Meßeinrichtungen auf kleinstem Raum zusammen unterge­ bracht werden sollen. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die Positionen von zwei koaxialen Wellen ermittelt werden sollen, wie sie beispielsweise im Vergaserbereich zur Steuerung einer Drosselklappe mit Sollwert-Vorgabe- und Istwert-Ermittlung notwendig sind.

De 32 08 785 C2 zeigt einen Lagesensor, bei dem auf ei­ nem Kern zwei Kurzschlußringe angeordnet sind. Jeder Kurzschlußring ist einem Verstellorgan zugeordnet. Durch die Veränderung der Position eines Kurzschlußrin­ ges auf dem Kern ändert sich eine Induktivität. Mit Hilfe der Induktivitätsänderung möchte man überwachen können, ob die Lagedifferenz der Kurzschlußringe gleich Null ist. Für die Überwachung der Lage der Differenz gibt es verschiedene Möglichkeiten. Man kann entweder eine gemeinsame Spule für beide Kurzschlußringe vorse­ hen und die Änderung der Induktivität dieser Spule überwachen. Oder man kann jedem Kurzschlußring eine ei­ gene Spule zuordnen und die beiden Spulen in Reihe be­ treiben. Die Meßspannung ergibt sich dann am Verbin­ dungspunkt. In einer dritten Ausgestaltung ist vorgese­ hen, daß die Meßspannung nicht unmittelbar an den den Kurzschlußringen zugeordneten Spulen abgenommen wird, sondern an einer dritten Spule, die über einen dritten Schenkel eines E-förmigen Kernes gelegt ist. Hierbei ergibt sich eine Art transformatorische Signalübertra­ gung.

DE 29 24 092 C2 zeigt einen induktiven Differentialweg­ geber mit analoger Auswerteschaltung. Auf einem Kern, der die Form eines liegenden H hat, ist auf einer Hälf­ te eine Meßspule angeordnet. Mit dieser Hälfte ist ein Kurzschlußring verschiebbar. Die Induktivität der Spule ändert sich in Abhängigkeit von der Position des Kurz­ schlußringes. Die andere Seite ist mit einer geteilten Spule versehen, d. h. jeweils ein Teil befindet sich auf einem Schenkel. Auch hier ist ein Kurzschlußring vorge­ sehen, der allerdings nicht verstellbar ist, sondern lediglich zum Abgleich der Induktivität eingestellt werden kann.

DE 26 30 894 C2 zeigt einen induktiven Weggeber, bei dem zwischen den Schenkeln eines Kernes ein inhomogenes magnetischen Feld erzeugt werden soll. Ein Kurzschluß­ ring wird im Bereich des inhomogenen magnetischen Fel­ des verschoben. Mann kann auch mehrere in axialer Rich­ tung der Spule hintereinander angeordnete Kurzschluß­ ringe verwenden, die dann gemeinsam ein Kurzschlußele­ ment bilden.

EP 0 039 181 A1 zeigt eine Stellweg-Meßeinrichtung, insbesondere für die Verwendung in Kraftfahrzeugen. Hierbei ermittelt man die Phasenverschiebung eines Wechselstromes zu der speisenden Wechselspannung, die von der axialen Verschiebung eines überwachten Gegen­ standes abhängt. Auch hier sind mehrere Induktivitäten in Reihe geschaltet. Sie können wahlweise ausgewählt werden.

DE 29 18 961 A1 zeigt eine Auswerteschaltung für einen induktiven Kurzschlußring-Weggeber, der auf einem Ei­ senkern eine Spule trägt, deren Induktivität durch ei­ nen Kurzschlußring veränderbar ist. Hierbei wird eine Rechteckspannung erzeugt, deren Periodendauer von dem jeweiligen Induktivitätswert der Spule und damit von der Stellung des Kurzschlußringes abhängt. Mit der Rechteckspannung wird ein Flip-Flop angesteuert, das entweder eine Spule mit veränderbarer Induktivität oder eine Referenzspule auf den das Rechtecksignal erzeugen­ den Komparator zurückkoppelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den baulichen Aufwand bei einer Mehrfach-Stellweg-Meßeinrichtung zu verringern.

Diese Aufgabe wird bei einer Stellweg-Meßeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in der Baueinheit mindestens ein weiterer Kurzschlußringsensor angeordnet ist, der auf einem Kern eines weiteren Magnet­ kreises einen weiteren beweglichen Kurzschlußring und eine weitere Meßspule, die ebenfalls mit der Verarbei­ tungseinrichtung verbunden ist, aufweist, wobei der erste und der mindestens eine weitere Kurzschlußring unabhängig voneinander beweglich sind und die Verarbei­ tungseinrichtung ein Verhältnis zwischen der Induktivi­ tät der weiteren Meßspule und der Referenzspule ermit­ telt.

Bei der neuen Stellweg-Meßeinrichtung nutzt man die Tatsache aus, daß der Referenzsensor lediglich dazu vorhanden ist, einen Bezugswert zu liefern. Ansonsten hat er keine eigenen Aufgaben. Wenn nun aber ein Bezugs­ wert vorhanden ist, läßt er sich erfindungsgemäß vorteil­ haft auch für mehrere Kurzschlußringsensoren verwenden, ohne daß für jeden Kurzschlußringsensor ein eigener Referenzsensor notwendig wäre. Für jeden weiteren Kurz­ schlußringsensor steigt daher der Aufwand nur um die Hälfte des Aufwandes, den man für den ersten Kurzschluß­ ringsensor treiben muß.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Verarbeitungseinrichtung eine Schwingschaltung mit einer Schalteinrichtung aufweist, die die Meßspule des ersten Kurzschlußringsensors und die Meßspule des weiteren Kurzschlußringsensors im Zeitmultiplex als schwingungsbestimmende Elemente in die Schwingschaltung schaltet. Mit dieser Ausführungsform wird auch der Auf­ wand der Verarbeitungseinrichtung weiter verringert. Für jeden Kurzschlußringsensor sind nicht mehr alle Elemente der Verarbeitungseinrichtung notwendig. Gewisse Teile der Verarbeitungseinrichtung können für alle Kurz­ schlußringsensoren gemeinsam verwendet werden. Hierbei werden die gemeinsam verwendeten Elemente zeitlich hin­ tereinander den einzelnen Kurzschlußringsensoren zuge­ teilt. Jeder Kurzschlußringsensor wird daher in einem Zyklus nur während einer bestimmten Zeit betrieben. Wenn die Zykluszeit klein gegen die zu ermittelnde Ver­ änderung der Stellung des Kurzschlußringes ist, läßt sich eine Messung ohne größere Fehler durchführen.

Vorteilhafterweise erzeugt die Schwingschaltung ein pulsbreitenmoduliertes Ausgangssignal, bei dem die Puls­ zeiten und die Pausenzeiten abhängig von der Größe der Induktivität der jeweils zugeschalteten Spule bzw. der Referenzspule sind. Eine derartige Schwingschaltung läßt sich zum Beispiel durch einen Multivibrator reali­ sieren. Je nach Polarität kann die Pausenzeit, also die Zeit zwischen zwei Pulsen, proportional zur Indukti­ vität der Referenzspule sein oder die Pulszeit, d. h. die Zeit zwischen zwei Pausen. Die jeweils andere Zeit, d. h. die Pausenzeit oder die Pulszeit, ist dann propor­ tional zur Induktivität der jeweils zugeschalteten Spu­ le. Da diese Induktivität wiederum abhängig ist von der Stellung des Kurzschlußringes im Magnetkreis, ist die entsprechende Pulszeit und Pausenzeit als Maß für den Stellweg oder den eingestellten Winkel zu verwenden. Aus den Pulszeiten und den Pausenzeiten läßt sich ein Verhältnis bilden, beispielsweise das Tastverhältnis.

Die Auswertung des Tastverhältnisses kann analog erfol­ gen, beispielsweise unter Verwendung eines Tiefpaßfil­ ters. Am Ausgang des Tiefpaßfilters steht dann eine weg- oder stellungsabhängige Spannung zur Verfügung. Bevorzugterweise weist aber die Verarbeitungseinrichtung einen Zählsignalgenerator auf, der ein Zählsignal mit einer wesentlich höheren Frequenz als das Ausgangssignal erzeugt, wobei eine Zähleinrichtung vorgesehen ist, die die Perioden des Zählsignals in den Pulszeiten bzw. den Pausenzeiten zählt. Hierdurch lassen sich die Längen der Pulszeiten und der Pausenzeiten digital erfassen. Je größer der Zählwert ist, desto länger ist der Puls bzw. die Pause. Die dadurch erhaltene Information läßt sich dann auch digital weiterverarbeiten, wodurch Ana­ log/Digital-Wandler eingespart werden.

Bevorzugterweise weist die Schalteinrichtung einen Um­ schaltzähler auf, der nach einer vorbestimmten Anzahl von Perioden des Ausgangssignals die nächste Meßspule in die Schwingschaltung schaltet. Hierdurch erhält man zum einen den Vorteil, daß sich kleine Fehler über eine Anzahl von Perioden des Ausgangssignals ausmitteln. Andererseits erfolgt die Umschaltung zustandsabhängig. Auch wenn das Ausgangssignal sehr lange Perioden hat, ist sichergestellt, daß die notwendige oder gewünschte Anzahl von Perioden ausgewertet wird.

In einer besonders einfachen Ausführungsform ist vorge­ sehen, daß die Zähleinrichtung eine vom Ausgangssignal steuerbare Gattereinrichtung aufweist. Wenn die Gatter­ einrichtung aufgesteuert ist, läßt sie das Zählsignal hindurch, so daß die Periodenzahl bequem gezählt werden kann. Am Ende des Pulses bzw. der Pause steuert das Ausgangssignal die Gattereinrichtung wieder zu, so daß auch das Zählen beendet wird. Der so erhaltene Zählwert kann dann weiterverarbeitet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Zählein­ richtung einen Zähler für die Pulszeiten und einen Zähler für die Pausenzeiten auf. Die Pulszeiten und die Pausen­ zeiten können somit parallel dargestellt werden.

Hierbei ist bevorzugt, daß jeder Zähler mit mindestens einem Register verbunden ist. Der Zählwert muß dann nicht unmittelbar im Anschluß an das Zählen ausgewertet werden. Er kann vielmehr in das Register hineingeschrie­ ben werden, so daß für die Auswertung des Zählwertes zumindest die Zeit zur Verfügung steht, die bis zum Erhalt des nächsten Zählwertes verstreicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist einer der Zäh­ ler mit einer Anzahl von Registern verbunden, die der Anzahl der Kurzschlußringsensoren entspricht, wobei die Schalteinrichtung die Register gleichlaufend zum Umschalten der Meßspulen mit dem Ausgang des Zählers verbindet. Mit dem Ausdruck "verbinden" ist hier die Funktion gemeint. Eine elektrische Verbindung wird in der Regel hergestellt sein. Der Umschaltzähler bewirkt dann, daß die Verbindung zur Übermittlung von Signalen tätig werden kann. Für jede Meßspule ist also ein Re­ gister vorgesehen. Die Zählwerte für jede Meßspule stehen daher bis zum Ende eines kompletten Meßzyklus an, also so lange, bis alle Kurzschlußringsensoren abgefragt worden sind. Die Werte stehen damit parallel zur Ver­ fügung.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist die Zähleinrichtung nur einen Zähler und ein Register auf, wobei die Umschalteinrichtung eine Information erzeugt, die neben dem Zählwert in das Register eingeschrieben wird und die Spule kennzeichnet, die für den Zählwert verantwortlich ist. Neben dem Zählwert befindet sich also nicht nur die Information, welche der Spulen gerade für die Pulszeit oder die Pausenzeiten verantwortlich ist, sondern auch die Information, ob es sich um eine Meßspule oder um eine Referenzspule handelt. Die Ergeb­ nisse stehen hier seriell zur Verfügung und können der Reihe nach abgearbeitet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Stellweg-Meß­ einrichtung mit zwei Kurzschlußringsensoren,

Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau einer zugehörigen elektrischen Schaltung,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Ausgangssignal der Schaltung nach Fig. 2,

Fig. 4 einen Ausschnitt aus der Schaltung nach Fig. 2 im Detail,

Fig. 5 verschiedene Signalverläufe in der Schaltung nach Fig. 4,

Fig. 6 eine andere Ausführungsform des Details nach Fig. 2 und

Fig. 7 verschiedene Signalverläufe in der Schaltung nach Fig. 6.

Eine Stellweg-Meßeinrichtung 1 weist einen ersten Kurz­ schlußringsensor 2, einen zweiten Kurzschlußringsensor 3 und einen Referenzsensor 4 auf. Jeder Kurzschlußring­ sensor 2, 3 weist einen Magnetkreis mit einem Kern 5, 6 und eine Spule 7, 8 auf. Die Kerne sind kreisbogen­ förmig ausgeführt, wobei die beiden Schenkel der Kerne jeweils auf Kreisbögen liegen. Auf den inneren Schenkeln 9, 10 der Kerne 5, 6 sind Kurzschlußringe 11, 12 ver­ schiebbar angeordnet. Jeder Kurzschlußring 11, 12 ist über einen Hebel 13, 14 mit einer Achse 15, 16 verbun­ den, wobei die beiden Achsen 15, 16 koaxial sind. Bei einer Verdrehung der Achse 15, 16 wird der Kurzschluß­ ring 11, 12 auf dem inneren Schenkel 9, 10 des jeweili­ gen Kernes 5, 6 verschoben. Ein über die Spule 7, 8 im magnetischen Kern 5, 6 induzierter magnetischer Fluß kann sich nur in dem Bereich zwischen Kurzschlußring und Spule schließen. Der magnetische Widerstand und damit die Induktivität der Spule 7, 8, die im vorlie­ genden Fall mit L1 bzw. L2 gekennzeichnet ist, ist damit eine Funktion des Ortes, an dem sich der Kurzschlußring befindet. Der Referenzsensor ist ähnlich aufgebaut, d. h. er weist einen Kern 17 und eine Spule 18 auf. Auf dem inneren Schenkel 19 des Kernes 17 ist ein Kurzschluß­ ring 20 angeordnet. Dieser Kurzschlußring 20 ist aller­ dings ortsfest und kann nicht verschoben werden. Die Induktivität der Spule 18, die im folgenden mit LRef bezeichnet werden soll, ist somit festgelegt. Sie ist allerdings, genau wie die Induktivitäten L1 und L2, abhängig von Umgebungseinflüssen, wie der Temperatur.

Aus dem Verhältnis der Induktivitäten L1 zu LRef bzw. L2 zu LRef lassen sich Rückschlüsse auf die Positionen der Kurzschlußringe 11, 12 auf den inneren Schenkeln 9, 10 der Kerne 5, 6 gewinnen. Im vorliegenden Fall sind lediglich zwei Kurzschlußringsensoren 2, 3 darge­ stellt. Der Aufbau und die Funktionsweise der Mehrfach- Stellweg-Meßeinrichtung soll im folgenden auch anhand des Ausführungsbeispiels mit zwei Kurzschlußringsensoren erläutert werden. Die Anzahl der Kurzschlußringsensoren ist jedoch nicht auf zwei beschränkt. Vielmehr können auch Mehrfach-Stellweg-Meßeinrichtungen mit mehr als zwei Kurzschlußringsensoren Verwendung finden.

Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau einer Schaltungs­ anordnung zur Auswertung der Induktivitäten und zur Verwertung der daraus gewonnenen Information.

Die Schaltungsanordnung weist eine Schwingschaltung 21 auf, die als Multivibrator aufgebaut ist. Die Schwing­ schaltung weist hierzu zwei Operationsverstärker 22, 23 auf. Die nichtinvertierenden Eingänge der Operations­ verstärker 22, 23 sind mit den Mittelabgriffen von aus je zwei Widerständen R2, R3 gebildeten Spannungsteilern verbunden. Über den Spannungsteilern R2, R3 liegt eine Spannung URef an. Der invertierende Eingang der Opera­ tionsverstärker 22, 23 ist mit einem ohmsch-induktiven Spannungsteiler verbunden, der jeweils durch einen Wider­ stand R1 und eine Induktivität gebildet wird. Hierbei ist der nicht invertierende Eingang des Operationsver­ stärkers 22 mit der Referenzspule LRef verbunden, wäh­ rend der nicht invertierende Eingang des Operationsver­ stärkers 23 entweder mit der Spule L1 oder mit der Spule L2 verbindbar ist. Hierzu ist eine Schalteinrichtung 24 vorgesehen, die beispielsweise durch einen Halbleiter­ schalter realisiert werden kann. Gesteuert wird die Schalteinrichtung 24 durch ein Signal LS, das weiter unten näher erläutert wird. Die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 22 wird über den ohmsch-induktiven Spannungsteiler angelegt, dessen Mittelabgriff mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 23 verbunden ist. Die Ausgangsspannung des Operationsver­ stärkers 23 wird über den ohmsch-induktiven Spannungs­ teilen angelegt, dessen Mittelabgriff mit dem invertie­ renden Eingang des Operationsverstärkers 22 verbunden ist. Die Operationsverstärker 22, 23 sind hier als Kompa­ ratoren geschaltet. Am Ausgang des Operationsverstärkers 22 läßt sich ein Signal UM abnehmen. Dieses Signal UM ist eine pulsbreitenmodulierte Spannung, bei der die Pulsbreiten proportional zur Induktivität L1 bzw. L2 sind und die Pausenbreiten proportional zur Induktivität LRef. Aus dem Tastverhältnis des in Fig. 3 dargestell­ ten Signals UM läßt sich also eine Information über die Stellung der Kurzschlußringe 11, 12 und damit über den eingestellten Drehwinkel der Achsen 15, 16 gewinnen.

Das Ausgangssignal UM des Operationsverstärkers 22 wird einer Verarbeitungseinrichtung 25 zugeführt, die wie­ derum über eine Busleitung 26 mit einer Auswerteeinrich­ tung 27 verbunden ist. Fig. 4 zeigt den näheren Aufbau der Verarbeitungseinrichtung 25.

Die Verarbeitungseinrichtung 25 weist einen Zählsignal­ generator 28 auf, der ein Signal UZ erzeugt, das eine wesentlich höhere Frequenz als das Ausgangssignal UM hat. Der Ausgang des Zählsignalgenerators 28 ist mit einem Eingang eines ersten UND-Gatters 29 und einem Eingang des zweiten UND-Gatters 30 verbunden. Einem weiteren Eingang der UND-Gatter 29, 30 wird das Ausgangs­ signal UM zugeführt, wobei es dem Eingang des. UND-Gat­ ters 30 invertiert zugeführt wird. Das Ausgangssignal UM wird einem Umschaltzähler 31 zugeführt, der einen Zähler 32 und einen Decoder 33 aufweist. Der Decoder 33 ist mit weiteren Eingängen der UND-Gatter 29, 30 verbunden.

Der Ausgang des UND-Gatters 29 ist mit einem Zähler 34 verbunden, dessen Ausgang mit einem ersten Register 35 und einem zweiten Register 36 verbunden ist. Der Ausgang des anderen UND-Gatters 30 ist mit einem Zähler 37 verbunden, dessen Ausgang mit einem Register 38 ver­ bunden ist. Die Takteingänge T1, T2 der Register 35, 36, 38 sind mit dem Decoder 33 verbunden. Die Zäh­ ler 34, 37 weisen Rücksetzeingänge R auf, die ebenfalls mit dem Decoder 33 verbunden sind. Die Ausgänge der Register 35, 36, 38 sind mit der Busleitung 26 verbunden. Der Decoder 33 weist einen Ausgang auf, an dem das Signal LS abnehmbar ist. Der Decoder 33 vergleicht das Ausgangs­ signal des Zählers 32 mit vorbestimmten Werten und er­ zeugt bei Übereinstimmung vorbestimmte Ausgangssignale.

Fig. 5 zeigt Signalverläufe an einigen Punkten der Schal­ tung nach Fig. 4. In Fig. 5a ist die pulsbreitenmodulier­ te Ausgangsspannung UM dargestellt, wobei, um die Unter­ scheidung kenntlich zu machen, die Pulse, die unter dem Einfluß der Induktivität L2 erzeugt worden sind, schraffiert sind.

Der Umschaltzähler 31 zählt die Perioden des Ausgangs­ signals UM und schaltet nach einer vorbestimmten Anzahl von Perioden, im vorliegenden Fall 16, die Spulen um, d. h. die Schwingschaltung 21 erzeugt dann ihre Schwingun­ gen in Abhängigkeit von der Induktivität der nächsten Spule. Hervorgerufen wird diese Umschaltung durch das Signal LS (Fig. 5f). Zur Auswertung der Induktivität jeder Einzelspule werden die Perioden des vom Zählsignal­ generator 28 erzeugten Zählsignals UZ ausgezält, die während einer vorbestimmten Anzahl, im dargestellten Beispiel 13, Unterperioden und hier während der Puls­ zeiten bzw. der Pausenzeiten auftreten. Die erste Perio­ de, die in Fig. 5a mit 0 gekennzeichnet ist, wird zur Auswertung nicht heran gezogen. Verwendet werden viel­ mehr nur die Unterperioden 1 bis 13.

Da das Ausgangssignal UM am Eingang des UND-Gliedes 30 invertiert wird, zählt der Zähler 37 die Perioden des Zählsignals Z während der Pausenzeiten, während der Zähler 34 die Anzahl der Perioden während der Puls­ zeiten zählt. Am Ende des 13. Pulses werden die UND-Gat­ ter 29, 30 über das Signal G (Fig. 5i) geschlossen. Der Decodierer 33 erzeugt zu diesem Zeitpunkt ein Takt­ signal T, mit dessen Hilfe der Zählerstand des Zählers 37 in das Register 38 eingeschrieben wird. Je nach Größe des Signals LS erzeugt er ein Taktsignal T1, mit dem der Zählerstand des Zählers 34 in das Register 35 über­ tragen wird, oder ein Taktsignal T2, mit dem der Zähler­ stand des Zählers 34 in das Register 36 eingeschrieben wird. Das Einschreiben erfolgt hierbei mit der steigen­ den Flanke des Taktsignals T, T1, T2. Mit dem Ende des 14. Impulses des Ausgangssignals UM erzeugt der Decodie­ rer 33 ein Rücksetzsignal R, das die Zähler 34 und 37 zurücksetzt. Am Ende eines kompletten Zyklus, wenn also alle Spulen L1, L2 einmal für die Erzeugung des Ausgangs­ signals UM verantwortlich gewesen sind, stehen in den Registern 35 und 36 die entsprechenden Zählwerte zur Verfügung. Im Register 38 steht ein Zählwert, der der Referenzinduktivität LRef proportional ist. Diese Zähl­ werte können über den Bus 26, der in diesem Fall als paralleler Bus augebildet sein kann, an die Auswerte­ einrichtung 27 übertragen werden. Dort können sie digi­ tal weiterverarbeitet werden. Beispielsweise kann dort für jede Meßspule eine Division stattfinden, so daß für jede Spule das Tastverhältnis zur Verfügung steht, aus dem Rückschlüsse über die Position des Kurzschluß­ ringes 11, 12 gezogen werden können.

Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform einer Verarbei­ tungseinrichtung 125, bei der Teile, die denen der Fig. 4 entsprechen, mit um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen worden sind.

Bei dieser Ausführungsform wird der Zähler 134 und das Register 135 mehrfach ausgenutzt. Zu diesem Zweck wird am Ende einer jeden Zählperiode, d. h. nach 14 Perioden, wovon die erste (0) nicht gezählt wird, der Inhalt des Zählers 134 in das Register 135 eingeschrieben. Hierauf wird der Zähler mit Hilfe des Signals R zurückgesetzt. Neben dem Signal LS, das anzeigt, welche der beiden Kurzschlußringsensoren aktiv ist, erzeugt der Decodierer 133 noch ein Signal MS, das anzeigt, ob die Impulsdauer oder die Pausendauer ausgezählt wird. Zusätzlich zu dem Zählwert werden diese beiden Informationen in das Register 135 eingeschrieben, so daß im Register 135 jeweils eine Information darüber zu finden ist, welche Spule für den Zählwert verantwortlich ist und ob es sich um eine Meßspule oder die Referenzspule handelt. In diesem Fall werden die Zählergebnisse seriell über den Bus 126 an die Auswerteeinrichtung 27 übertragen.

Von den dargestellten Ausführungsbeispielen kann in vielerlei Hinsicht abgewichen werden. Insbesondere kön­ nen mehr als zwei Kurzschlußringsensoren vorgesehen sein. Es können mehr oder weniger als die dargestellten Unterperioden des Ausgangssignals UM ausgewertet werden.

Claims (10)

1. Stellweg-Meßeinrichtung mit einem ersten Kurzschluß­ ringsensor, der auf einem Kern eines Magnetkreises einen beweglichen Kurzschlußring und eine Meßspule aufweist, mit einem Referenzsensor, der auf einem Kern eines Referenzmagnetkreises einen ortsfesten Referenzkurzschlußring und eine Referenzspule auf­ weist, wobei der Kurzschlußringsensor und der Refe­ renzsensor in einer Baueinheit angeordnet und den gleichen Umgebungseinflüssen ausge­ setzt sind, und mit einer Verarbeitungseinrichtung, die mit der Meßspule und mit der Referenzspule verbun­ den ist und ein Verhältnis zwischen ihren Induktivi­ täten ermittelt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Baueinheit mindestens ein weiterer Kurzschlußringsen­ sor (3) angeordnet ist, der auf einem Kern (6) eines weiteren Magnetkreises einen weiteren beweglichen Kurzschlußring (12) und eine weitere Meßspule (8), die ebenfalls mit der Verarbeitungseinrichtung (21, 25, 27) verbunden ist, aufweist, wobei der erste und der mindestens eine weitere Kurzschlußring (7, 8) unabhängig voneinander beweglich sind und die Verarbeitungseinrichtung (21, 25, 27) ein Verhältnis zwischen der Induktivität (L2) der weiteren Meßspule (8) und der Referenzspule (18) ermittelt.

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verarbeitungseinrichtung (21, 25, 27) eine Schwingschaltung (21) mit einer Schalteinrichtung (24) aufweist, die die Meßspule (7) des ersten Kurz­ schlußringsensors (2) und die Meßspule (8) des weite­ ren Kurzschlußringsensors (3) im Zeitmultiplex als schwingungsbestimmende Elemente in die Schwingschal­ tung (21) schaltet.

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schwingschaltung (21) ein pulsbreiten­ moduliertes Ausgangssignal (UM) erzeugt, bei dem die Pulszeiten und die Pausenzeiten abhängig von der Größe der Induktivität (L1, L2) der jeweils zuge­ schalteten Spule (7, 8) bzw. der Referenzspule (18) sind.

4. Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verarbeitungseinrichtung (21, 25, 27) einen Zählsignalgenerator (28, 128) aufweist, der ein Zählsignal (UZ) mit einer wesentlich höheren Frequenz als das Ausgangssignal (UM) erzeugt, und daß eine Zähleinrichtung (34, 37; 134) vorgesehen ist, die die Perioden des Zählsignals (UZ) in den Pulszeiten bzw. den Pausenzeiten zählt.

5. Meßeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schalteinrichtung einen Umschalt­ zähler (31, 131) aufweist, der nach einer vor­ bestimmten Anzahl von Perioden des Ausgangssignals (UM) die nächste Meßspule in die Schwingschaltung (21) schaltet.

6. Meßeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zähleinrichtung (34, 37; 137) eine vom Ausgangssignal (UM) steuerbare Gattereinrichtung (29, 30) aufweist.

7. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung einen Zähler (34) für die Pulszeiten und einen Zähler (37) für die Pausenzeiten aufweist.

8. Meßeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß jeder Zähler (34, 37) mit mindestens einem Register (35, 36, 38) verbunden ist.

9. Meßeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß einer der Zähler (34) mit einer Anzahl von Registern (35, 36) verbunden ist, die der Anzahl der Kurzschlußringsensoren (2, 3) entspricht, wobei die Schalteinrichtung (24, 31) die Register (35, 36) gleichlaufend zum Umschalten der Meßspulen (7, 8) mit dem Ausgang des Zählers (34) verbindet.

10. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung nur einen Zähler (134) und ein Register (135) auf­ weist, wobei die Umschalteinrichtung (231) eine Information erzeugt, die neben dem Zählwert in das Register (135) eingeschrieben wird und die Spule kennzeichnet, die für den Zählwert verantwortlich ist.