DE4220519A1 - Drehmagnet-Quotienten-Meßwerk - Google Patents
Drehmagnet-Quotienten-MeßwerkInfo
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R7/00—Instruments capable of converting two or more currents or voltages into a single mechanical displacement
- G01R7/04—Instruments capable of converting two or more currents or voltages into a single mechanical displacement for forming a quotient
- G01R7/08—Instruments capable of converting two or more currents or voltages into a single mechanical displacement for forming a quotient moving-coil type, e.g. crossed-coil type
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING 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
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/246—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains by varying the duration of individual pulses
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehmagnet-Quotienten-
Meßwerk nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE-OS 21 22 472 ist ein derartiges Meßwerk be
kannt, bei dem die beiden Magnetspulen mit Strom beauf
schlagt sind, dessen Wert in der einen Spule dem Sinus,
in der anderen Spule dem Cosinus des anzuzeigenden
Winkels entspricht. Es ist ferner aus der EP 0 274 257 B1
ein derartiges Meßwerk bekannt, bei dem die beiden Spulen
mit einem Steuerstrom beaufschlagt sind, der für die
erste Magnetspule gemäß einer Tangensfunktion und in der
zweiten Hälfte des Quadranten für die zweite Magnetspule
gemäß einer hierzu reziproken Tangensfunktion gebildet
ist. Die jeweils andere Magnetspule liegt für die An
zeigewinkel, in der die andere Magnetspule mit der tri
gonometrischen Funktion beaufschlagt ist, auf konstantem
Steuerpotential.
Nachteilig bei den beiden bekannten Meßwerken ist das
komplizierte Bildungsgesetz, das für jeden Anzeigewinkel
die Bildung des Signalpegels entsprechend zweier trigono
metrischer Funktionen erfordert. Da die Summe der den
beiden Magnetspulen zugeführten Steuersignale nicht kon
stant, sondern vom Anzeigewinkel abhängig ist, sind zudem
aufwendige Strom- bzw. Spannungsstabilisierungen er
forderlich, um die Anzeige frei von Schwankungen der Be
triebsspannung zu machen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Meßwerk der
eingangs genannten Art zu schaffen, das mit einem ein
fachen Bildungsgesetz der trigonometrischen Funktion für
die Steuersignale der beiden Magnetspulen arbeitet und
das darüberhinaus eine Strom- bzw. Spannungsstabilisie
rung nicht erfordert.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnen
den Merkmale des Patentanspruchs 1.
Durch die Wahl der trigonometrischen Funktion in der ge
nannten Weise wird das Bildungsgesetz für die den beiden
Magnetspulen zugeführten Steuersignale vereinfacht. Da
das Bildungsgesetz für die zweite Magnetspule sich als
Komplement des Bildungsgesetzes für die erste Magnetspule
ergibt, ist auch die Summe der beiden Steuersignale über
den gesamten Anzeigebereich von 0° bis 90° konstant.
Strom- bzw. Spannungsschwankungen wirken sich somit auf
die Anzeige nicht mehr aus.
Besonders deutlich wird der Vorteil der erfindungsgemäßen
trigonometrischen Funktion für das Bildungsgesetz dann,
wenn der Anzeigebereich über den ersten Quadranten hinaus
vergrößert wird. Gemäß dem Patentanspruch 2 läßt sich
durch Verallgemeinerung des erfindungsgemäßen Bildungs
gesetzes der Anzeigebereich auf die vier Quadranten aus
dehnen. Diese Verallgemeinerung läßt sich durch geeignete
Polung der Stromrichtung in den beiden Spulen erreichen.
Demgegenüber ist bei der bereits genannten EP 0 274 257
B1 für die anderen Quadranten jeweils ein unter
schiedliches trigonometrisches Bildungsgesetz notwendig
mit der Folge eines großen Steuerungsaufwandes.
Die Ansteuerung der beiden Magnetspulen kann mit Hilfe
zweier pulsweitenmodulierten Steuersignale, wie im
Patentanspruch 3, oder aber sogar mit Hilfe eines ein
zigen pulsweitengesteuerten Steuersignals, wie im
Patentanspruch 4 angegeben, vorgenommen werden. In beiden
Fällen ist der insgesamt erforderliche Steuerungsaufwand
gegenüber den bekannten Meßwerken deutlich vereinfacht.
Gegenüber den bekannten Meßwerken ergibt sich für die Er
findung noch ein weiterer Vorteil.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin
dung dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 den prinizipiellen Aufbau einer Schaltanord
nung für ein Drehmagnet-Quotienten-Meßwerk
gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Tabelle zur Erläuterung der Ansteuerung
der beiden Magnetspulen des Meßwerks von Fig.
1 und
Fig. 3 ein Diagramm für die Steuersignale der beiden
Magnetspulen gemäß der Tabelle von Fig. 2.
Das Drehmagnet-Quotienten-Meßwerk von Fig. 1 ist schema
tisch dargestellt und besitzt zwei Spulen Sb1 Sb2, die
zueinander senkrecht ausgerichtet sind und deren resul
tierendes Magnetfeld einen Drehmagneten m für einen daran
befestigten Zeiger Z in seiner Drehlage einstellt. Durch
Beschaltung der beiden Magnetspulen Sb1 und Sb2 in der
erfindungsgemäßen und in der nachfolgend erläuterten
Weise wird der Zeiger Z in einem Anzeigebereich einge
stellt, der eine volle Umdrehung, d. h. einen Winkel von
360° bestreicht. Hierzu ist zunächst als Eingangsgröße
gewünschter Anzeigewinkel α′ angenommen, der sich ent
sprechend dem Wert des anzuzeigenden Parameters, bei
spielsweise einer Temperatur über einen geeigneten, nicht
dargestellten Meßwertumformer ergibt. Der Winkel α′ be
sitzt einen Wert, der zwischen 0° und 360° liegt. Ein
nachgeschalteter Funktionsgenerator 1 erzeugt aus der In
formation des Anzeigewinkels α′ eine Information über den
Quadranten in dem der anzuzeigende Winkel α′ liegt und
führt diese Information beispielsweise als binäres 2-Bit-
Signal einer Steuerlogik 2 zu. Informationsgenerator 1
erzeugt ferner eine weitere Information über den Winkel
α, der sich aus der Differenz des anzuzeigenden Winkels
α′ und dem für den jeweiligen Quadranten maßgeblichen
Grenzwinkel ergibt. Dieser Grenzwinkel ist für den ersten
Quadranten, den anzeigenden Winkel α′ zwischen 0° und 90°
gleich 0°, für den zweiten Quadranten, den Winkel α′
zwischen 90° und 180° gleich 90°, für den dritten
Quadranten zwischen 180° und 270° gleich 180° und für den
vierten Quadranten, den Winkel zwischen 270° und 360°
gleich 270°. Ein nachgeschalteter Pulsweitenmodulator er
zeugt ein (PWM-)Steuersignal, das gemäß der trigono
metrischen Funktion
gebildet ist und liefert dieses Signal an die Steuerlogik
2. In dieser befinden sich Invertierer sowie zusätzliche
Verbindungsglieder, die die Invertierer so einstellen,
daß das vom Pulsweitenmodulator 3 gelieferte Steuersignal
in der erforderlichen Weise den beiden Magnetspulen Sb1
und Sb2 zugeführt wird.
Die für die beiden Magnetspulen Sb1 und Sb2 maßgeblichen
Steuersignale sind aus der in Fig. 2 angegebenen Tabelle
zu entnehmen. Daraus ergibt sich, daß die Beträge der
Steuersignale für die beiden Magnetspulen für alle
Quadranten zueinander komplementär sind. Der Zusammenhang
zwischen den beiden Steuersignalen ist in Fig. 3 für die
beiden Magnetspulen graphisch dargestellt. Über den be
reits genannten Zusammenhang hinaus ergibt sich, daß die
Steuersignale eine Phasenverschiebung von 90° besitzen.
Die komplementäre Eigenschaft bietet die Möglichkeit,
ohne besondere Strom- bzw. Spannungsstabilisierungen zu
arbeiten, da die Summe der Beträge der beiden Steuer
signale konstant ist. Da die Steuersignale komplementär
sind, ist es möglich, das Steuersignal für die Magnet
spule Sb1 aus dem Steuersignal für die Magnetspule Sb2
abzuleiten. Damit ergibt sich die Möglichkeit, mit nur
lediglich einer einzigen trigonometrischen Funktion als
Basis das Meßwerk über den gesamten Anzeigebereich von
360° anzusteuern.
Da die Ansteuerfunktion zudem innerhalb jedes Quadranten
zu dessen Mitte punktsymmetrisch ist, kann mit einem
Kennlinienstück über einen halben Quadranten jeder An
zeigebereich abgedeckt werden.
Claims (4)
- Drehmagnet-Quotienten-Meßwerk zur Anzeige eines physikalischen Parameters, mit zwei zueinander senkrecht orientierten Magnetspulen, die ein resultierendes Magnetfeld für einen drehbaren magnetischen Anzeiger erzeugen und die mit vom Wert des Parameters entsprechend einer trigonometrischen Funktion abhängigen variablen Steuersignalen beauf schlagt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spule mit einem Steuersignal beaufschlagt ist, das gemäß dem Bildungsgesetz mit 0 α 90° und α = Anzeigewinkel gebildet ist, und daß die zweite Spule mit dem Komplement dieses Steuersignals beaufschlagt ist.
- 2. Drehspul-Quotienten-Meßwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetspulen auch in den anderen Quadranten mit Steuersignalen beaufschlagt sind, deren Betrag sich gemäß dem Bildungsgesetz mit 0 α 90° und α = Anzeigewinkel innerhalb des Quadranten oder dem Komplement dieses Bildungsgesetzes ergeben.
- 3. Drehmagnet-Quotienten-Meßwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale der beiden Magnetspulen durch je ein PWM-Steuergerät erzeugt sind, denen ein entsprechend dem Parameter gebildetes bzw. ein demgegenüber negiertes digitales Steuersignal zugeführt ist.
- 4. Drehmagnet-Quotienten-Meßwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale der beiden Magnetspulen durch ein PWM-Steuergerät ge liefert sind, dessen Ausgangssignale den beiden Magnetspulen direkt und/oder invertiert und/oder negiert zugeführt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924220519 DE4220519A1 (de) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | Drehmagnet-Quotienten-Meßwerk |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924220519 DE4220519A1 (de) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | Drehmagnet-Quotienten-Meßwerk |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4220519A1 true DE4220519A1 (de) | 1994-01-05 |
Family
ID=6461622
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924220519 Withdrawn DE4220519A1 (de) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | Drehmagnet-Quotienten-Meßwerk |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4220519A1 (de) |
Citations (6)
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US5017861A (en) * | 1988-11-24 | 1991-05-21 | Rohm Co., Ltd. | Meter driving apparatus |
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-
1992
- 1992-06-23 DE DE19924220519 patent/DE4220519A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8141 | Disposal/no request for examination |